Увеличение частоты океанских штормов может изменить экосистемы лесов водорослей

Крупномасштабный долгосрочный эксперимент на лесах водорослей у побережья Южной Калифорнии проливает свет на то, как изменение климата, потенциально увеличивающее частоту океанских штормов, может повлиять на биоразнообразие прибрежных экосистем.

Исследователи из Университета Вирджинии и Калифорнийского университета в Санта-Барбаре экспериментально смоделировали потерю подводных лесов гигантских водорослей (kelp) в четырёх локациях. Они обнаружили, что увеличение частоты штормов — как предсказывают некоторые климатические модели — может кардинально изменить соотношение и типы морских организмов у побережья Калифорнии.

«Мы обнаружили, что частота нарушений была наиболее важным фактором, влияющим на биоразнообразие лесов водорослей, тогда как тяжесть нарушения в конкретный год играла второстепенную роль», — сказал ведущий исследователь Макс Касторани, профессор наук об окружающей среде.

Исследование, опубликованное 30 октября в журнале Ecology, является одним из немногих долгосрочных экспериментов, изучающих, как леса водорослей — важные прибрежные морские местообитания по всему миру — могут измениться со временем в соответствии с климатическими прогнозами.

Методология и ключевые результаты:

• В течение девяти лет каждые три месяца учёные подсчитывали и измеряли более 200 видов растений, беспозвоночных и рыб в крупных экспериментальных и контрольных лесах водорослей.
• Ежегодные нарушения (экспериментальное сокращение биомассы водорослей, имитирующее сильные зимние штормы) привели к:
  • Удвоению количества мелких растений и беспозвоночных, прикреплённых ко дну (водоросли, кораллы, анемоны, губки).
  • Сокращению на 30–61% количества рыбы и моллюсков, таких как мидии, морские ежи, морские звёзды, омары и крабы.

«Нас удивили результаты, потому что мы ожидали, что один сильный зимний шторм приведёт к большим изменениям. Вместо этого наибольшее влияние оказало количество нарушений с течением времени, поскольку частые нарушения подавляют восстановление гигантских водорослей», — пояснил Касторани.

Механизм воздействия:

Гигантские водоросли, вырастая до 30 метров, создают плотный полог, который обеспечивает тень и укрытие для организмов в толще воды и на дне. Уничтожение леса штормом делает «подлесок» более освещённым, но менее сложным и продуктивным, что влияет на баланс видов. При нормальной периодичности штормов леса быстро восстанавливаются, но большая частота штормов будет неоднократно препятствовать восстановлению, что в конечном итоге приведёт к значительным изменениям в морской жизни.

Экологические «победители и проигравшие»:

Повторная потеря гигантских водорослей создаёт дисбаланс. «Подлесочные» организмы (водоросли, губки, анемоны, горгонарии) получают преимущество, тогда как многие коммерчески и рекреационно ценные виды (рыбы, крабы, омары, брюхоногие моллюски, мидии) могут сократиться.

Эксперимент проводился на площадке долгосрочных экологических исследований NSF «Santa Barbara Coastal LTER». По словам директора программы LTER Дэвида Гаррисона, такие исследования необходимы, чтобы предсказать, как будут выглядеть будущие сообщества водорослей и какие экосистемные услуги они будут предоставлять.

Касторани подчеркнул, что девятилетнее исследование демонстрирует ценность долгосрочных экологических проектов для понимания изменений окружающей среды в динамике, подобно просмотру фильма, а не отдельного снимка. Без долгосрочной поддержки программы LTER Национального научного фонда (NSF) понять экологию этой системы было бы невозможно.