«Горячие точки» в реках, где растет молодь лосося, «включаются и выключаются» в регионе Бристольского залива

Химические сигнатуры, запечатленные на крошечных камешках, которые образуются внутри ушей рыб, показывают, что две самые продуктивные популяции лосося на Аляске и зависящие от них промыслы полагаются на весь водосборный бассейн.

Нерка и чавыча, рожденные в реке Нушагак и ее сети ручьев и озер на юго-западе Аляски, в молодом возрасте используют весь бассейн для поиска лучших мест для добычи пищи, укрытия и безопасности от хищников. Период от рождения до миграции рыб в океан год спустя является критическим для роста молоди.

Анализируя отолит (ушной камешек) каждой рыбы, ученые обнаружили, что разные части водосбора являются «горячими точками» для воспроизводства и роста лосося, и эти благоприятные места меняются из года в год в зависимости от того, как климатические условия взаимодействуют с местными особенностями ландшафта, такими как топография, влияя на ценность местообитаний.

Новое исследование под руководством Вашингтонского университета опубликовано 24 мая в журнале Science.

«Мы обнаружили, что области, где рыбы рождаются и растут, каждый год "включаются и выключаются" с точки зрения продуктивности», — сказал ведущий автор Шон Бреннан. «Условия среды обитания не статичны, и оптимальные места смещаются. Если вы хотите стабилизировать воспроизводство рыбы в течение многих лет, единственная стратегия — сохранить все варианты».

Водосбор реки Нушагак — крупнейший бассейн в регионе Бристольского залива Аляски, который поддерживает крупнейший в мире промысел нерки и дает около 50% дикой нерки в мире. Он также известен большим заходом чавычи.

Новое исследование совпало с возобновлением усилий по получению разрешений на рудник «Пеббл» — предлагаемую добычу меди и золота в верховьях реки Нушагак. Проектный экологический анализ Инженерного корпуса армии США рассматривал данные по рыбе всего за два или три года в конкретных местах вблизи предлагаемого рудника. В нем утверждается, что среда обитания рыб, утраченная из-за рудника, может быть воссоздана в другом месте.

Но новое исследование в Science показывает, что ключевые места обитания лосося меняются из года в год, и то, насколько продуктивна одна область в течение короткого периода, может не отражать ее общей ценности для популяции рыб или более крупной экосистемы.

«Вся система — это нечто большее, чем просто сумма ее частей, и небольшие участки среды обитания могут быть непропорционально важны», — сказал старший автор Дэниел Шиндлер. «Все указывает на необходимость защиты или восстановления в масштабе всего бассейна, если мы хотим, чтобы реки продолжали функционировать так, как задумано природой».

Исследовательская группа реконструировала вероятные географические местоположения почти 1400 взрослых лососей, от их рождения в ручье Нушагака до миграции в океан. Изучая отолит каждой рыбы (который накапливает слои по мере роста животного), исследователи могли определить, где жила рыба, сопоставляя химические сигнатуры на каждом «годичном кольце» отолита с химическими сигнатурами воды, в которой они плавали.

Эти химические сигнатуры происходят из изотопов микроэлемента стронция, содержащегося в коренных породах. Изотопный состав стронция географически варьируется от одного притока к другому, особенно в бассейне Нушагака, что позволяет легко определить, где и когда рыба провела время.

«Отолит — это естественный архив, который, по сути, предоставляет запись о том, как рыба перемещалась вниз по течению через речную сеть», — сказал Шиндлер. «По сути, мы берем пробы со всего водосбора и позволяем рыбе рассказать нам, где условия среды обитания были наиболее продуктивными в том году».

Исследователи заметили значительные закономерности при сравнении мест обитания рыб из года в год. Например, в 2011 году северо-западная часть водосбора в Верхнем Нушагаке была высокопродуктивной для чавычи, то есть больше рыб родилось и набрало массу тела в этом регионе. Но к 2014 и 2015 годам популяция сместилась на восток, чтобы использовать ресурсы реки Малчатна и ее притоков — некоторые из них находятся ниже по течению от месторождения «Пеббл».

Подобные типы смещений были задокументированы у ряда наземных и водных популяций животных, но это первое исследование, показывающее это явление в масштабе всего водосбора.

«Главное, что мы показываем, — эти типы динамики критически важны для стабилизации биологического производства во времени. Когда у вас есть диапазон доступных местообитаний, общее производство системы, как правило, более стабильно, надежно и устойчиво к изменениям окружающей среды», — сказал Бреннан.

Период общественного обсуждения проекта заявления о воздействии на окружающую среду рудника «Пеббл» недавно был продлен до 29 июня, чтобы предоставить группам больше времени для изучения 1400-страничного документа.

Авторы нового исследования заявили, что надеются, что оно может быть использовано для информирования научного анализа воздействия предлагаемого рудника на рыб.

«Надеюсь, такие результаты, как те, что мы представляем в этой статье, заставят людей задуматься о том, что они рискуют потерять, начав разработку и уничтожение среды обитания в таких местах, как река Нушагак», — сказал Шиндлер. «Заявление о воздействии на окружающую среду рудника "Пеббл", которое должно быть зрелой, современной научной оценкой рисков, действительно плохо справляется с оценкой рисков этого конкретного проекта».