Моделирование помогает в восстановлении и сохранении коралловых рифов

Исследователи из Университета Британской Колумбии (UBC Okanagan) разработали компьютерную модель для прогнозирования влияния климатических повреждений и планов восстановления на коралловые рифы по всему миру.

По словам доктора Бруно Картурана, это критически важно, поскольку изменение климата губит многие виды кораллов и может привести к коллапсу целых экосистем рифов. Однако из-за их сложности изучать воздействие разрушения и восстановления рифов крайне трудно.

Проводить натурные эксперименты непрактично и неэтично, так как потребовалось бы нарушать большие площади рифов, колонии кораллов и популяции травоядных, а затем годами наблюдать за изменениями структуры и разнообразия.

В новом исследовании, опубликованном в Frontiers in Ecology and Evolution, доктор Картуран использовал модели для создания 245 коралловых сообществ. Каждое сообщество имело уникальный набор из девяти видов и занимало площадь 25 м². Модель учитывает коралловые колонии и различные виды водорослей, которые растут, конкурируют и размножаются, а также подвергаются воздействию климата.

Все ключевые компоненты модели, включая признаки видов (конкурентные способности, скорость роста), основаны на реальных данных о 800 видах.

Команда смоделировала различные сценарии (сильные волны, циклон, аномальная жара) и измерила устойчивость каждого модельного рифа, оценив ущерб, время восстановления и качество среды обитания через 10 лет после нарушения.

Ключевой результат: более разнообразные сообщества — с видами, обладающими сильно различающимися признаками — оказались наиболее устойчивыми. Они лучше восстанавливались после повреждений и имели более высокое качество среды обитания через 10 лет.

«Более разнообразные сообщества с большей вероятностью содержат определенные виды, крайне важные для устойчивости, — объясняет доктор Картуран. — Эти виды обладают особыми признаками: морфологической сложностью, конкурентоспособностью и хорошей способностью к восстановлению. Их присутствие поддерживало или даже повышало качество среды обитания после нарушения. В сообществах без этих видов часто доминировали вредоносные водоросли».

Разнообразие кораллов определяет силу и будущее здоровье рифов, поскольку их колонии формируют физическую среду обитания для тысяч рыб и ракообразных, включая травоядных (например, рыб-попугаев и хирургов), которые поедают водоросли. Без них водоросли могут погубить кораллы и разрушить всю экосистему.

Значение исследования:

• Его выводы применимы к большинству коралловых сообществ в мире, так как смоделированный диапазон разнообразия, вероятно, перекрывает фактическое разнообразие большинства рифов.
• Оно предоставляет основу для управления этими экосистемами и помощи в восстановлении рифов, показывая, как устойчивость можно повысить, высаживая колонии видов с взаимодополняющими признаками.

Перспективы: Модель может помочь ответить на другие вопросы. Например, виды, жизненно важные для устойчивости, также сильнее всего страдают от изменения климата и могут не восстановиться, если сильные волны жары станут слишком частыми.

«Наша модель могла бы быть использована для экспериментов, чтобы определить, может ли потеря этих важных видов быть компенсирована другими, более устойчивыми, и предотвратить тем самым eventual collapse of the reefs», — говорит доктор Картуран.