Исследование: Водяной лютик заменил взморник как доминирующий вид морской травы в Чесапикском заливе
Изменение климата вызывает смену доминирующих, средообразующих видов по всему миру, что имеет серьёзные последствия для охраны природы. Это явление особенно распространено среди систем морских трав.
В исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, учёные оценили причины и последствия появления нового доминирующего вида морской травы в Чесапикском заливе.
Авторы объединили 38-летние данные о загрязнении питательными веществами и осадками от стока, температуре, цветении планктона и речном стоке с аэрофотосъёмкой зарослей морской травы. Анализ охватил 26 000 гектаров среды обитания.
Смена видов приводит к быстрому восстановлению, но и к масштабным вымираниям
Морские тепловые волны и плохая прозрачность воды за последние десятилетия сократили площадь, занимаемую ранее доминировавшим взморником, вдвое. В то же время успешное сокращение сброса питательных веществ в заливе способствовало быстрому распространению другого вида — водяного лютика.
До середины 1990-х водяной лютик был ограничен мелководными участками, но теперь он стал самым распространённым видом морской травы в заливе, увеличив свою площадь более чем на 150%. Это связано с его высокой термостойкостью и долгоживущими семенами, которые позволяют быстро восстанавливаться после нарушений.
«Способность водяного лютика к восстановлению и расширению настолько сильна, — объясняет ведущий автор Хензел, — что почти 300% увеличение площади растений в заливе с середины 1990-х годов в основном связано с экспансией водяного лютика на территории, оставленные взморником».
Однако некоторые негативные последствия этой смены вызывают озабоченность у управляющих средой обитания. Колебания обилия водяного лютика теперь сильно влияют на общие тенденции площади покрова и достижение целей восстановления залива.
Авторы выявили важный сдвиг в доминирующем климатическом стрессе: в то время как водяной лютик устойчив к тепловым волнам, он крайне уязвим к периодам весенних дождей, которые приносят в залив огромное количество воды, насыщенной питательными веществами и осадками, что снижает прозрачность воды.
«Наше прошлое исследование показало рекордное восстановление подводной растительности в ответ на контроль за питательными веществами, но теперь мы видим, что история гораздо сложнее и, по сути, ещё пишется», — говорит автор Лефчек.
Сохранение видов с разными потребностями — необходимость и сложность
Моделирование команды подчёркивает ключевое различие в управлении по сравнению с заливом, где доминировал взморник.
«Со стрессом от тепловых волн на местном и региональном уровне ничего не поделаешь, — объясняет Патрик, директор программы мониторинга SAV в VIMS, — но управлять количеством питательных веществ, попадающих в залив из водосбора во время дождливой весны, — это то, что мы действительно можем контролировать».
Изменение климата меняет состав видов, создавая новых «победителей» в этих новых условиях, и управление должно меняться вместе с ними. Подробные данные мониторинга позволяют агентствам сосредоточиться на каждом виде и адаптировать стратегии по мере изменения состава сообществ.
Различия между видами объясняют многие изменения в динамике лугов морских трав в Чесапикском заливе.
«У водяного лютика более короткие и тонкие листья, чем у взморника, — говорит Хензел, — что делает его более уязвимым к весенним стокам, потому что солнечный свет не может достичь коротких листьев через мутную, богатую питательными веществами воду. Кроме того, более мелкая корневая система водяного лютика может хуже улавливать углерод, а его склонность к резким колебаниям покрытия означает, что он может не обеспечивать стабильную среду обитания для ключевых видов, зависящих от морской травы, таких как синие крабы и чёрный морской окунь».
Авторы призывают к аналогичному сдвигу в мониторинге побережья и оценке успехов и неудач управления, используя Чесапикский залив в качестве примера. Они подчёркивают необходимость долгосрочных программ мониторинга с координированными стандартизированными полевыми исследованиями, а также важность целей восстановления для конкретных сообществ или видов.
«Это наглядный пример того, как разворачивается изменение климата по всему земному шару, — сказал Патрик. — Появление новых экосистем фундаментально бросает вызов всему, что мы думали, что знаем из анализа исторических данных. Правила, управляющие динамикой экосистем мира, меняются».
«То, что работало 10 лет назад, может не применяться через пять лет в будущем или даже сегодня. Этот пример противоречит общепринятому мнению о том, что победителями изменения климата станут новые виды, мигрирующие на север и вторгающиеся в новую среду обитания. По крайней мере, в краткосрочной перспективе местные виды, которые всегда присутствовали, могут активизироваться и переопределить свою роль в экологических сообществах».
«Более полное понимание вызванных климатом изменений в видах морских трав позволяет лицам, определяющим политику, и практикам принимать более обоснованные решения о краткосрочных и долгосрочных стратегиях сохранения прибрежных экосистем».