Продуктивность лесов ламинарии без самой ламинарии: результаты 10-летнего эксперимента
Новое исследование, проведенное учеными из Института морских наук (MSI) UC Santa Barbara и Университета Вирджинии, показало, что подлесковые водоросли не могут компенсировать потерю первичной продуктивности при исчезновении гигантской ламинарии (Macrocystis pyrifera) — крупнейшей водоросли в мире, формирующей полог леса. Работа опубликована в Ecology Letters.
Суть эксперимента
Ученые в течение 10 лет моделировали естественные нарушения (штормы, тепловые волны) на пяти участках в проливе Санта-Барбара, удаляя полог гигантской ламинарии с разной периодичностью:
- Контрольный участок — без вмешательства.
- Ежегодная очистка — имитация зимних штормов.
- Ежеквартальная очистка — сценарий полного отсутствия ламинарии.
Для оценки продуктивности использовались неразрушающие методы и био-оптическая модель, предсказывающая продуктивность водорослей при заданном уровне освещенности.
Ключевые результаты
- Удаление полога привело к экспоненциальному росту продуктивности подлесковых водорослей, особенно на благоприятных участках с твердым субстратом и малым количеством морских ежей.
- Однако этот рост не смог полностью компенсировать потерю продуктивности исчезнувшей гигантской ламинарии, даже в идеальных условиях.
- Эффект был сильнее при более частом удалении полога.
- За 10 лет наблюдений отмечено постепенное снижение продуктивности полога на экспериментальных участках.
Значение и последствия
- Роль вида-канопообразователя: Гигантская ламинария обладает уникально высокой продуктивностью, которую не могут заменить другие виды, что подчеркивает ее фундаментальную роль в экосистеме.
- Важность долгосрочных исследований: Изменения проявлялись постепенно. «Если бы мы проводили эксперимент всего несколько лет, мы бы упустили эти драматические изменения и пришли к другим выводам», — отметил ведущий автор Макс Касторани.
- Судьба биомассы: Даже если продуктивность частично сохраняется, экологическая функция меняется. Гигантская ламинария — ключевой источник выбросов на пляжи (beach wrack), которые критически важны для прибрежных экосистем. Другие водоросли не могут ее заменить в этой роли.
- Изменение климата: Усиление штормов, потепление воды и изменение химии океана могут создавать неблагоприятные условия для гигантской ламинарии, что угрожает продуктивности и функционированию целых экосистем.
Экспериментальное удаление ламинарии прекратили в 2018 году, но мониторинг участков продолжается для изучения восстановления экосистемы и конкурентных взаимодействий.