Уникальные водорослевые леса Новой Зеландии под угрозой из-за потепления океана
Почти непрерывные морские тепловые волны последних лет подвергают стрессу леса водорослей (kelp forests) Новой Зеландии. Однако, как показывает наше новое исследование, продолжающееся потепление океана — лишь одна из нескольких угроз для этих уникальных и важных прибрежных экосистем.
Многие виды водорослей чувствительны к изменениям кислотности океана, а прибрежное «потемнение» (изменение цвета и прозрачности воды) вынуждает некоторые из них отступать на меньшие глубины. Все эти факторы стресса в совокупности ставят под угрозу эти ключевые местообитания, что имеет последствия для всех зависящих от них видов.
Новая Зеландия имеет девятую по протяженности береговую линию в мире (около 15 000 км). Это почти вдвое больше длины Большого Южного рифа Австралии, годовая ценность которого оценивается в 10 млрд австралийских долларов.
Эквивалентной оценки для доминируемых водорослями скалистых рифов Новой Зеландии не рассчитывалось, но известно, что они обеспечивают критически важную среду обитания для экономически и культурно значимых видов, таких как пауа (морское ушко), кина (морские ежи), лангусты и прибрежные рыбы.
Повышение температуры и уменьшение освещенности
Экосистемы водорослей Новой Зеландии включают крупные бурые водоросли, формирующие полог, а также несколько видов подлеска. Из-за роста температуры океана более частые, интенсивные и продолжительные морские тепловые волны уже подвергают эти леса ламинарий тепловому стрессу.
Мы прогнозируем, что морские тепловые волны изменят ареал и базовую физиологию многих видов водорослей, устраняя чувствительные виды с северных границ их распространения и замедляя темпы роста большинства.
Водорослям для фотосинтеза и роста необходим солнечный свет. Однако все более частые события эрозии из-за экстремальных погодных явлений, подобных циклону «Габриэль», повышают уровень взвешенных наносов в прибрежной морской воде, что приводит к прибрежному потемнению.
Сток наносов с суши, усугубляемый штормами, уже снизил скорость фотосинтеза водорослей в нескольких регионах. Геологически молодая суша Новой Зеландии в некоторых районах быстро размывается, и исследования показывают, что сообщества водорослей перемещаются выше по рифу на меньшие глубины. Они больше не могут выживать на глубоких рифах из-за низкой освещенности.
Это потемнение усилится, если не остановить эрозию и не восстановить земли. Влияние осадконакопления, вероятно, уже ограничило распространение некоторых водорослей и будет продолжать делать это в будущем.
Когда море становится более кислым
Окисление океана (ocean acidification), которое делает морскую воду более кислой из-за поглощения избытка углекислого газа, угрожает способности известковых водорослей к росту. Оно ставит под угрозу выживание чувствительных кораллиновых водорослей (розовых водорослей, покрывающих прибрежные скалистые рифы), замедляя их рост и способность занимать новое пространство.
Эти красные водоросли образуют скелеты из карбоната кальция и представляют группу водорослей, наиболее чувствительную к окислению океана. Среди кораллиновых водорослей некоторые виды более чувствительны, чем другие.
В Новой Зеландии кораллиновые водоросли обеспечивают важные поверхности для оседания личинок многих видов, включая пауа и кина. Остается неизвестным, являются ли виды кораллиновых водорослей, предоставляющие жизненно важный субстрат для оседания, чувствительными или устойчивыми к окислению океана.
Экологические последствия для экосистем водорослей
Если экосистемы водорослей изменятся, зависящие от них виды столкнутся с изменениями в запасах пищи и доступности среды обитания.
Гигантская ламинария (Macrocystis pyrifera) и бурая водоросль дурвиллея (Durvillaea spp.) являются важными создателями среды обитания и поставщиками пищи для других видов. Но они также чрезвычайно чувствительны к воздействию температурного стресса.
Морские тепловые волны и продолжающееся потепление океана, вероятно, угрожают им по всему ареалу, особенно на его северной границе.
Смещение ареалов и инвазии
Потепление океана также способствует распространению австралийских длинноиглых морских ежей (Centrostephanus rodgersii), которые будут угрожать сообществам водорослей в северной части Новой Зеландии.
Популяции этого тепловодного вида уже расширились в некоторых частях Новой Зеландии, подобно Тасмании, куда он вторгся в 1950-х годах и вызвал широкое распространение «пустошей морских ежей», где ежи выедают леса ламинарий, оставляя мало водорослей.
Новая Зеландия является домом для около 1100 видов водорослей. Многие из них плохо документированы и имеют неизвестные ареалы.
Совокупное воздействие изменения климата, вероятно, приведет к вымиранию некоторых видов с очень узкими ареалами. Это особенно верно для видов, чувствительных к изменениям освещенности или температуры и в настоящее время обитающих у границ своих физиологических пределов.
Кроме того, мы не знаем, как последствия инвазии водорослей каулерпы (Caulerpa brachypus и Caulerpa parvifolia) будут взаимодействовать с изменением климата.
Деградация прибрежных экосистем — еще одно напоминание о том, что мы должны отказаться от использования ископаемого топлива, а также ограничить перелов и осадконакопление.
Существует потенциал для выведения штаммов основных видов, устойчивых к высокой температуре, низкой освещенности и низкому pH, чтобы помочь восстановить эти экосистемы в будущем, но для их спасения в первую очередь необходимы стратегические государственные инвестиции в комплексное управление прибрежными зонами и адаптацию к климату.