7:26 пп - Вторник Апрель 13

Восстановление морских водорослей может оживить прибрежные бухты





Eelgrasses, покрытые небольшими улитками, которые поддерживают чистоту листьев, питаясь водорослями, которые на них живут. Джонатан Лефчек CC BY-ND

Столетие назад прибрежные лагуны Вирджинии были природным раем. Рыбацкие лодки покачивались на волнах, а над головой стекались гуси. Под поверхностью волны водорослей мягко покачивались в волнах прибоя, делая морское дно похожим на огромную подводную прерию.

Более 70 видов морских водорослей произрастают на мелководье по всему миру, на всех континентах, кроме Антарктиды. В Вирджинии заросли угря ( Zostera marina ) служили средой обитания для гребешков и пищей для птиц, а также предохраняли барьерные острова от размыва. Элграсс был настолько распространен, что люди, жившие недалеко от берега, упаковывали его в тюки, чтобы использовать в качестве изоляции для домов, школ и больниц.

Однако в 1930-х годах пандемия болезней растений и неоднократные ураганы уничтожили угревую траву на восточном берегу Вирджинии. Когда-то яркое морское дно превратилось в бесплодную грязь, что привело к потере «диких птиц, сливок морской рыбалки, большей части моллюсков и крабов, а также всех морских гребешков», — писал в 1947 году спортсмен и издатель Юджин В. Коннетт.

Мы — морские ученые, изучающие морские травы, морское биоразнообразие и прибрежные экосистемы. В недавно опубликованном исследовании мы описываем результаты 20-летней миссии по возвращению угря в прибрежные бухты Вирджинии с использованием нового подхода, основанного на семенах.

В рамках этого проекта в настоящее время восстановлено 9600 акров морских водорослей в четырех заливах — одно из самых успешных мероприятий по восстановлению морской среды в мире. Это привело к значительному увеличению численности рыб и беспозвоночных, сделало воду более прозрачной и задержало большое количество углерода в донных отложениях, помогая замедлить изменение климата. Мы рассматриваем эту работу как план восстановления и поддержания здоровых экосистем вдоль береговых линий по всему миру.

 Изображение морских водорослей и других прибрежных экосистем.
Морские травы и другие прибрежные среды обитания стабилизируют береговую линию, накапливают углерод и обеспечивают среду обитания для рыб и моллюсков.
Хишам Ашкар / ГРИД-Арендал, CC BY-ND

Почему водоросли не восстановились естественным путем?

Развитие, сток питательных веществ и другие воздействия человека нанесли ущерб болотам, мангровым зарослям, коралловым рифам и водорослям в многие заливы и лиманы по всему миру. Утрата или сокращение этих ключевых местообитаний привело к сокращению коммерческого рыболовства, усилению эрозии, сделало береговые линии более уязвимыми для наводнений и штормов и нанесло ущерб многим типам водных организмов. Быстрое изменение климата усугубило эти последствия за счет повышения глобальной температуры, более частых и сильных штормов и закисления океана.





В конце 1990-х местные жители рассказали двум из нас, кто давно изучает морские травы (Роберт «Джей Джей» Орт и Карен МакГлэтери. ), что они заметили небольшие пятна угря на мелководье у восточного берега Вирджинии. В течение многих лет считалось, что морские травы в этой области не восстановились после событий 1930-х годов, потому что деятельность человека сделала этот район непригодным для них.

Но исследования показали, что качество воды в этих прибрежных заливах было сравнительно хорошим. Это привело нас к поиску другого объяснения: семена здоровых популяций водорослей в других частях Атлантического побережья просто не доходили до этих изолированных заливов. Морские травы — это подводные цветущие растения, поэтому семена являются одним из основных способов их размножения и распространения в новых средах.

 Спутниковая карта, показывающая проектный район в прибрежной Вирджинии.
Русла ирграсса были восстановлены в четырех заливах на южной оконечности восточной части Вирджинии. на берегу Атлантического океана.
Дэвид Дж. Уилкокс / VIMS CC BY-ND

Посев нового урожая

Из наших более ранних исследований мы знали, что когда семена угря падают с материнское растение, они быстро опускаются на морское дно и не уходят далеко от места приземления. Мы также знали, что эти семена не прорастают до поздней осени или начала зимы. Это означало, что если мы собирали семена весной, когда угорь зацветает, мы могли бы удерживать их до осени, помогая им выжить в течение месяцев между ними.

Мы решили попробовать пересадить угорь в тех областях, где они отсутствовали. Начиная с 1999 года, мы вручную собирали семена с подводных лугов в соседнем Чесапикском заливе — выщипывали длинные репродуктивные побеги, приносили их в нашу лабораторию и держали в больших открытых резервуарах с морской водой, пока они не выпустили свои семена естественным путем. Примерно через 10 лет мы начали собирать траву, используя изготовленную на заказ подводную «газонокосилку», чтобы собрать гораздо больше репродуктивных побегов, чем мы могли бы сделать вручную.

В 2001 году мы посеяли наш первый круг, просто бросив семена с лодки. Наши первые испытательные участки покрывали 28 акров илистых отмелей на глубине от 2 до 3 футов. Вернувшись на следующий год, мы увидели, что всходили новые всходы.

Каждый год с тех пор Институт морских наук Вирджинии и Прибрежный заповедник Вирджинии, совместно с сотрудниками и студентами Университета Вирджинии, руководили группой ученых и граждан для сбора и засева 536 акров земли. голое дно в нескольких прибрежных бухтах.

Эти первоначальные участки быстро разрослись. К 2020 году они покрыли 9 600 акров в четырех заливах. Несколько факторов помогли им процветать. Эти заливы естественным образом омываются прохладной чистой водой Атлантического океана. И они лежат у оконечности восточного берега Вирджинии, где прибрежная зона мало развита.

Чтобы восстановить водоросли в прибрежных бухтах Вирджинии, ученые собирали травы в других районах, собирали их семена и раскладывали их вручную.

Укрытие морских обитателей и хранение углерода

С тех пор, как в 1930-х годах из этих заливов исчезли водоросли, люди понимание экосистем морских водорослей развилось. Сегодня люди не набивают стены изоляцией из водорослей, а вместо этого ценят различные предоставляемые ими услуги, такие как среда обитания для рыб и моллюсков, включая многие коммерчески и рекреационные виды.

Ученые и правительственные учреждения также признали важность прибрежных зон. системы улавливания и хранения так называемого «голубого углерода». Фактически, теперь мы знаем, что морские травы представляют собой глобально значимый сток углерода. Они являются ключевым инструментом для сокращения выбросов углекислого газа в атмосфере и замедления изменения климата

[ Глубокие знания, ежедневно. Подпишитесь на информационный бюллетень The Conversation.]

Мы работаем над тем, чтобы понять, какие ценные услуги предоставляют наши восстановленные заросли водорослей. К нашему удивлению, рыбы и беспозвоночные вернулись через несколько лет, когда луга расширились. Эти организмы создали обширные пищевые сети, в которые входят различные виды, от крошечных морских коньков до песчаных акул длиной 6 футов.

Другие преимущества были не менее впечатляющими. Вода в заливах становится более прозрачной, поскольку полог водорослей улавливает плавающие частицы и осаждает их на дно, захоронив значительные запасы углерода и азота в отложениях, связанных с корнями трав. Наше исследование является первым для проверки общего чистого углерода, улавливаемого водорослями, и теперь оно используется для выдачи кредитов для компенсации выбросов углерода, которые, в свою очередь, создают больше средств для восстановления.

Один большой вопрос заключался в том, может ли восстановление водорослей позволить вернуть гребешков, которые когда-то приносили миллионы долларов для местной экономики. Поскольку гнедых гребешков больше не существует в Вирджинии, мы получили маточное стадо из Северной Каролины, которое мы выращиваем и выпускаем ежегодно с 2013 года. Регулярные обследования теперь показывают растущую популяцию гребешков в восстановленных угрях, хотя есть еще кое-что, чтобы сделать это раньше. они достигают уровней, наблюдавшихся в 1930-х годах.

 Аэрофотоснимок восстановленных зарослей водорослей
Восстановленные заросли водорослей (темные области) вдоль атлантического побережья Вирджинии с отражением солнечного света от небольшого острова.
Джонатан Лефчек ]CC BY-ND

Модель восстановления прибрежных районов

Восстановление поврежденных экосистем является настолько неотложной задачей во всем мире, что Организация Объединенных Наций объявила 2021-2030 годы Десятилетием восстановления экосистем ООН. Мы рассматриваем успехи, которых мы достигли в восстановлении водорослей, как образец для аналогичных усилий в прибрежных районах по всему миру.

Наш проект был направлен не только на возрождение этой важной среды обитания, но и на отображение того, как восстановление морских водорослей повлияло на экосистему, а также на совместное восстановление морских гребешков. Он представляет собой дорожную карту для вовлечения ученых, некоммерческих организаций, граждан и государственных учреждений в экологическую миссию, где они могут увидеть результаты своей работы.

Недавние оценки показывают, что восстановленная зона покрывает лишь около 30% от общей площади обитаемого дна. в нашей проектной зоне. При постоянной поддержке угорь — и многие преимущества, которые он предоставляет — могут продолжать процветать и расширяться в 21 веке.

 The Conversation

Роберт Дж. Орт получает финансирование от Департамента качества окружающей среды Вирджинии, Национального океанографического и Управление атмосферы Управление прибрежной зоны, Инженерный корпус армии США, Агентство по охране окружающей среды США, Фонд лицензий на любительскую рыбную ловлю Вирджинии, Департамент природных ресурсов Мэриленда, Департамент окружающей среды Мэриленда, Фонд Кейта Кэмпбелла по охране окружающей среды, Морской грант Вирджинии. Он является избранным должностным лицом Наблюдательного совета округа Глостер в качестве независимого представителя.

Джонатан Лефчек получил поддержку от Майкла Э. Тенненбаума, подаренного Смитсоновскому институту секретарским ученым.

Карен МакГлэтери получает финансирование от Национального научного фонда, Национального фонда рыболовства и дикой природы и гранта Вирджиния Си.





Читайте также: