Математическое моделирование для спасения коралловых рифов
Исследователи из Университета Ватерлоо используют математические модели для определения оптимальных стратегий защиты коралловых рифов от изменения климата.
Коралловые рифы — важнейшие экосистемы и очаги биоразнообразия, наиболее уязвимые к последствиям изменения климата. Команда сосредоточилась на прогнозировании вспышек численности тернового венца (CoT) — морской звезды, поедающей кораллы.
«Они покрыты ядовитыми шипами, поэтому у них мало естественных хищников, — пояснил Рассел Милн, автор исследования. — Они также размножаются, рассеивая личинок в воде, поэтому вспышка в одной зоне затрагивает весь риф».
Крупная вспышка CoT может уничтожить риф всего за месяц. За последние 30 лет такие вспышки участились из-за промышленного развития и потепления океана.
Ключевые факторы вспышек:
- Нагрузка питательными веществами — стоки сточных вод и промышленные сбросы, которые увеличивают количество микроорганизмов, служащих пищей для личинок CoT.
- Чрезмерный вылов рыбы — сокращение популяций травоядных рыб приводит к разрастанию водных растений на месте погибших кораллов, затрудняя их восстановление.
Большинство исследований CoT проводились на Большом Барьерном рифе. Команда Милна смоделировала влияние вспышек на рифы у быстрорастущих городов: Себу (Филиппины) и Джидда (Саудовская Аравия).
Они использовали метасообществную модель, учитывающую численность популяций разных видов в различных участках рифа. Модель позволила:
- Смоделировать, как рост давления рыболовства и нагрузки питательными веществами может спровоцировать вспышки CoT.
- Предсказать эффект конкретных мер, таких как ограничение стоков или ручной отлов морских звезд, для здоровья рифа.
«Эта работа показывает важность долгосрочного планирования управления рифами, — отметил Милн. — Борясь с изменением климата, мы должны учитывать неожиданные взаимодействия экологических стрессоров».
Исследование «Preparing for and managing crown-of-thorns starfish outbreaks on reefs under threat from interacting anthropogenic stressors» опубликовано в журнале Ecological Modelling.