Подводные камеры помогли масштабно изучить среду обитания на устричных рифах в Чесапикском заливе

Новое исследование применило новую методику для оценки типов среды обитания, обеспечиваемых устричными рифами в 12 притоках Чесапикского залива.

Исследователи из Университета Мэриленда в округе Балтимор (UMBC), Университета Мэриленда в Балтиморе (UMB) и Смитсоновского центра экологических исследований (SERC) использовали подводные камеры для сбора изображений структуры рифов примерно на 50 участках в каждом притоке — общий географический охват составил 215 км. Они также проводили повторные исследования среды обитания в двух притоках в 2017, 2019 и 2021 годах, чтобы отследить изменения во времени.

В исследование вошли участки в Мэриленде и Вирджинии с широким диапазоном солёности. Команда наблюдала восстановленные и невосстановленные рифы, устричные заповедники и промысловые рифы. Результаты показали, что у неэксплуатируемых и восстановленных рифов была самая сложная структура, включая большую площадь поверхности, покрытую устрицами, и большую высоту рифа (высоту над дном залива).

Сложная структура рифа, как правило, создаёт более богатую среду обитания для устриц и другой дикой природы залива, такой как рыбы и ракообразные. Роль солёности была более сложной и зависела от статуса восстановления и промысла рифа.

«Управление промыслом и управление восстановлением — два самых важных инструмента, которые есть у менеджеров», — говорит Эллисон Трейси, ведущий автор нового исследования. — «Интересно видеть, что в таком масштабе мы можем выявить важный вклад промысла, восстановления и солёности вместе в формирование среды обитания».

На всех участках, отслеживаемых во времени, наблюдалась общая тенденция к росту показателей среды обитания за годы исследования, что является хорошей новостью для залива и людей, которые от него зависят. «Рифы, которые не эксплуатировались и были восстановлены, сохраняли более высокий показатель среды обитания более стабильно в течение этого периода», — объясняет Трейси.

Новая методика решает давние проблемы

В новом исследовании, опубликованном в Marine Ecology Progress Series, «мы использовали подводную фотографию, чтобы решить две большие проблемы в понимании успеха восстановления», — говорит Мэтью Огберн, старший автор статьи.

Предыдущие исследования в основном фокусировались на самих устрицах, а не на среде обитания, которую создают их рифы, а различные методы мониторинга не всегда сопоставимы. Огберн и Кейра Хегги ранее опубликовали статью, описывающую новую методику подводной съёмки.

«Использование одного простого метода оценки устричных рифов позволило нам эффективно обследовать большое количество участков и сравнивать все различные типы рифов», — объясняет Огберн. — «Наше исследование подтверждает идею, что восстановление рифов приводит не только к увеличению численности устриц, но и к созданию более сложных рифов, обеспечивающих среду обитания для других видов».

Хотя восстановление рифов и создание устричных заповедников важны, «решение не в том, чтобы прекратить промысел», — говорит Трейси. Авторы отмечают, что промысловые рифы по-прежнему обеспечивают важную, хотя и иную, среду обитания. Например, некоторые виды предпочитают более разреженные рифы.

«Эти промысловые рифы всё ещё обеспечивают среду обитания», — говорит Трейси. — «Дело не в том, что среда на промысловых рифах не важна, они просто вносят другой вклад, одновременно имея экономическое значение».

Планы на будущее

В дальнейшем команда надеется развить эту работу. Трейси и соавторы работают над готовящейся статьёй, в которой используются более интенсивные методы отбора проб на части исследованных участков для проверки результатов методики быстрой оценки. Команда также хотела бы найти творческие способы сбора большего количества подводных данных на каждом участке, чтобы определить, какие ещё виды используют рифы, — но сейчас эти усилия ограничены сроком службы батареи камеры.

Авторы также хотели бы найти способы использования машинного обучения для анализа изображений, сделав этот процесс более эффективным при сохранении точности человека. На сегодняшний день такое применение машинного обучения оказалось менее точным, чем анализ человеком, — но в будущем это может измениться.

Для этого исследования соавтор и преданный гражданский учёный SERC Дэвид Норман проанализировал все изображения для определения показателей среды обитания рифов. Оценка всех изображений одним человеком по покрытию поверхности и высоте рифа значительно повышает согласованность, но компьютерная оценка могла бы помочь достичь этой согласованности в нескольких будущих исследованиях. SERC также проверяет, может ли краудсорсинг анализа изображений стать эффективным способом повышения согласованности и эффективности.

Впереди много работы, но новое исследование даёт важный масштабный взгляд на взаимосвязь между практикой управления, условиями окружающей среды и средой обитания рифов по всему Чесапикскому заливу.

Благодаря значительным усилиям по восстановлению, широкому спектру методов управления и активному участию природоохранных организаций, рыболовецких хозяйств, правительств штатов и местных жителей, Трейси благодарна за возможность проводить исследования в одной из крупнейших эстуарных систем мира, отмечая: «Нам очень повезло, что Чесапикский залив — такое прекрасное место для этих исследований».