Новое исследование показывает, как изменяются луга морской травы и как их можно восстановить.
Ветвистая ряска (на фото) может служить безопасным домом для крошечных ракообразных, но более пышная ряска лучше подходит для молодых крабов, рыб и других крупных существ.
Усилия по восстановлению здоровья Чесапикского залива, предпринимаемые в течение последних 10 лет на среднем атлантическом побережье США, столкнулись с загадочной проблемой - массовыми подъемами и спадами лугов морской травы, которые являются важнейшей средой обитания для молодых голубых крабов, черных морских окуней и множества других обитателей. Теперь исследователи выяснили удивительные причины этих резких колебаний.
По словам эколога Криса Патрика из Виргинского института морских наук в Глостер-Пойнте, сорное растение, которое раньше встречалось в заливе лишь на низких уровнях, становится доминирующим, оттесняя исторически преобладающий в заливе эльграсс. Способность виджонграсса расти как сорняк привела к тому, что площадь морского луга в заливе увеличилась почти в три раза, сообщают Патрик и его коллеги 30 мая в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. По его словам, это было "большим шоком для всех". Но виджонграсс также более уязвим, чем элграсс, к загрязнению воды, блокирующему солнечный свет, что делает его склонным к огромным разрушениям.
Эти результаты дают "странную надежду", - говорит эколог VIMS Марк Хенсел (Marc Hensel). Понимание экологии сменяющихся морских трав позволяет найти решения для более эффективной защиты и восстановления морских лугов не только в Чесапикском заливе, но и во многих других эстуариях и прибрежных экосистемах".
В исследовании объединены данные аэрофотосъемки 26 тыс. га среды обитания с 40-летними данными о загрязнении питательными веществами и отложениями, покрытии морской растительностью, температурах, цветении планктона и речном стоке. По словам эколога и эксперта по морским травам Эммета Даффи из Смитсоновского центра экологических исследований в Эджвотере (штат Мэриленд), который не принимал участия в исследовании, эти данные представляют собой "практически беспрецедентную запись состояния подводной водной растительности". Особенно важна способность исследователей различать виды морских трав, говорит он.
С 1991 г. площадь эльграсса (Zostera marina) в заливе сократилась более чем наполовину, как установили специалисты, несмотря на успешные усилия по его восстановлению в некоторых местах (SN: 10/14/20). Повышение температуры воды, вызванное изменением климата, приводит к голоданию растения, увеличивая скорость его дыхания, что позволяет сжигать больше пищи, чем может быть получено в результате фотосинтеза.
Обычная экологическая мудрость гласит, что на смену эльграссу должен прийти более жароустойчивый вид, мигрирующий из более теплых южных вод. Вместо этого пока победителем является бесхарактерный вид виджонграсс (Ruppia maritima). Благодаря выносливым семенам, быстрым темпам роста и способности процветать в воде, температура которой примерно на 7 градусов Цельсия выше оптимальной для эльграсса (около 20° C), "виджонграсс почти в буквальном смысле ждал своего часа на мелководье", - говорит Хенсел.
Во многом благодаря виджонграссу общая площадь лугов морской травы в заливе выросла с чуть более 15 тыс. га в 1984 году до рекордного максимума почти в 44 тыс. га в 2018 году. По мнению Патрика, очень тонкие и ветвистые листья виджонграсса могут быть лучшей средой обитания, чем элграсс, для крошечных ракообразных, таких как амфиподы и изоподы. Но благодаря своей нечеткой структуре и неглубоким корням виджонграсс не обеспечивает такого количества биомассы, а значит, и накопления углерода, и не является такой хорошей средой обитания для крабов и рыб, как более высокий и пышный эльграсс, говорит Даффи, который назвал эльграсс "морским Серенгети".
Тем не менее, по словам Даффи, в некоторой степени виджонграсс "компенсирует потерю эльграсса". Для исследователей, пытающихся восстановить растительный покров залива, увеличение численности ковыля считается победой. "Когда условия окружающей среды меняются, виды, которые всегда были здесь, могут активизироваться, изменить свою роль и сделать что-то действительно полезное для залива", - говорит Патрик.
Однако эти положительные моменты сопровождаются большим предостережением. Места обитания виджонграсса гораздо менее стабильны, чем его предшественники элграссы. Самое крупное за всю историю Чесапикского залива сокращение площади лугов морской травы произошло в 2019 г., когда исчезла половина площади виджонграсса - около 9 тыс. га. По мнению специалистов, сильные весенние дожди сбрасывали в залив огромное количество питательных веществ и отложений, вызывая цветение водорослей, которые блокировали доступ солнечного света к коротким весенним листьям растений. Более высокие листья эльграсса, напротив, располагаются ближе к поверхности, что делает этот вид менее уязвимым к неблагоприятным условиям качества воды.
По словам Даффи, подобные сдвиги в сторону более нестабильных и потенциально менее продуктивных водных экосистем происходят по всему миру - от залива Тампа во Флориде до Ла-Манша, поскольку антропогенное воздействие и изменение климата позволяют сорной, более эфемерной растительности расти за счет старой поросли. Однако новое исследование предполагает, что тщательный мониторинг с определением отдельных видов растений, а не только общей площади растительности, а также сокращение стока питательных веществ и осадков, поступающих в наиболее уязвимые районы, могут помочь смягчить вред.
В Чесапике это означает борьбу с сельскохозяйственными загрязнениями, попадающими в залив из реки Чоптанк и Танжер-Саунд. Хотя новые виды сорняков могут быть не столь хороши, как исходные растения, "если нам удастся добиться правильного сочетания экологических условий, мы сможем восстановить зрелые, функционирующие луга морской травы за одно или два десятилетия", - говорит Патрик. "Этого нельзя сделать ни с одной другой экосистемой".
54.3к
