Биологические правила природы

Физические условия коралловых рифов устанавливают биологические правила природы — до тех пор, пока не появятся люди.
Большая часть экологической литературы посвящена влиянию деятельности человека на виды, среду обитания или экосистемы. К сожалению, воздействие человека на мир природы часто бывает отрицательным. Будь то вырубка лесов, выбросы углерода, загрязнение пластиком или промышленное рыболовство, чтобы назвать некоторые из них, люди оказывают огромное влияние на планету.

В морском мире особое внимание уделяется экосистемам коралловых рифов. Красивые по цвету, форме и разнообразию видов, которые они содержат, кораллы называют тропическими лесами океанов. Кораллы также получили прозвище «морские канарейки», потому что, как и канарейки, которые шахтеры переносят под землю для предупреждения об утечках ядовитого газа, они легко реагируют на изменения условий окружающей среды, включая температуру и свет.

Идеальная картина, здоровый риф с большим разнообразием. Брайан Згличински, CC BY-NC-ND
Многие научные исследования документально подтвердили прямое причинное воздействие человеческого поведения на системы коралловых рифов: например, совокупная добыча полезных ископаемых, чрезмерный сток питательных веществ с суши и разрушительные методы рыболовства. Однако немногие сделали шаг назад, чтобы посмотреть, как присутствие людей может повлиять на естественное функционирование систем коралловых рифов в целом.

О чем мы мало знаем, так это о том, как факторы окружающей среды влияют на коралловые рифы в отсутствие людей. Предположительно, существуют определенные физические движущие силы роста здорового рифового сообщества. Какие естественные физические условия приводят к здоровью рифов в нетронутой человеком среде? Каковы естественные биофизические взаимоотношения в этих экосистемах?

Присоединяйтесь к нашим читателям, которые подписываются на бесплатные новости, основанные на фактах
Недавнее исследование, опубликованное в журнале Ecography, дает более широкий взгляд. Вместо того, чтобы определять конкретный отрицательный эффект определенной деятельности человека, исследователи исследовали естественные движущие силы для здоровой экосистемы коралловых рифов. Обладая этими знаниями, они могли бы затем описать, как люди изменяют способ работы природы в тропических коралловых системах.

Исследовательское судно пришвартовалось у исследовательского участка острова в Тихом океане. Брайан Згличински, CC BY-NC-ND
Нетронутая vs заселенная
Исследовательская группа Института океанографии Скриппса в сотрудничестве с Отделом экосистем коралловых рифов NOAA на Гавайях проанализировала данные с 39 различных тихоокеанских островов, связанных с США. Пятнадцать островов, на которых проживает местное население, служили полигонами для «ударных» испытаний. Двадцать четыре отдаленных и незаселенных острова служили средствами контроля с низким уровнем антропогенного воздействия.

Ведущий автор Гарет Уильямс изучает один из 39 тихоокеанских островных рифов. Брайан Згличински, CC BY-NC-ND
Используя акваланг и буксируя специальную камеру по окружности каждого острова, команда задокументировала обитающие на каждом рифе кораллы и водоросли — их так называемые бентические сообщества. Кроме того, на каждом острове, который они посетили, команда использовала спутниковые данные, чтобы сообщить им температуру поверхности моря, освещенность (мера яркости солнца), энергию волн и уровень хлорофилла-а (насколько продуктивна вода).

Немногие, если таковые вообще были, предыдущие исследования позволили задокументировать «естественные движущие силы» бентосных сообществ на коралловых рифах, потому что места проведения исследований слишком часто оказываются запутанными из-за антропогенного воздействия. Это исследование — одно из первых. Команда обнаружила, что состав кораллового сообщества определяется параметрами окружающей среды, которые они измеряли на каждом участке. Но эта связь сохранялась только для незаселенных участков с низкой антропогенной нагрузкой. Около островов, свободных от людей, замеры окружающей среды объяснили бентосный покров, который видела команда. Например, коралловый покров достиг пика в более теплых и продуктивных водах, где величина аномальных волнений была низкой.

Однако на населенных островах все было иначе. Бентосные сообщества там не определялись одними и теми же естественными параметрами среды. На этих пострадавших от человека островах команда либо увидела возникновение новых отношений между бентическими сообществами и фоновой средой, либо была потеряна способность объяснять различия в бентических сообществах между островами.

Обветшавший риф на населенном острове. Суровая реальность человеческого присутствия… и воздействия. Джеймисон М. Гоув, CC BY-NC-ND
Отделение биологического от физического
На населенных островах бентические сообщества больше не отражали естественный физический режим, в котором они были обнаружены. Руководитель исследования Гарет Уильямс и его команда назвали это «биофизическое разделение» — естественные связи между биологическим (в данном случае бентическим покровом, состоящим из кораллов и водорослей) и физическим (температура, свет, продуктивность и энергия волн) нарушаются. наличие антропогенного воздействия.

Подъем якоря на водолазном судне после обследования вокруг острова. Гарет Уильямс, CC BY-NC-ND
Williams et al. представить важнейшие исходные данные для определения движущих сил естественной изменчивости бентосных сообществ коралловых рифов в Тихом океане в отсутствие местного антропогенного воздействия. Такая работа дает нам представление о силах, которые структурируют экологические сообщества в мире без людей. Это также подчеркивает тот факт, что не все рифы выглядят одинаково; поэтому цели управления экосистемами коралловых рифов должны зависеть от контекста. Важно отметить, что это исследование предполагает, что на населенных островах бентические сообщества коралловых рифов определяются не окружающей природной средой, а чем-то еще: присутствием человека или, по крайней мере, воздействиями, связанными с присутствием человека.