Изменения климата могут влиять на основание пищевой сети вдоль побережья Калифорнии
Исследователи из Калифорнийского политехнического государственного университета в ходе недавнего исследования, опубликованного в Marine Ecology Progress Series, установили, что помимо сезонных изменений ветров и температуры океана, естественные климатические циклы значительно влияют на основание пищевой сети в заливе Сан-Луис-Обиспо. Это влияние наблюдается на пирсе университета, расположенном в Калифорнийской системе течений. Подобно сезонам, которые ежегодно вызывают повторяющиеся изменения в океанических и атмосферных процессах, естественные климатические циклы задают ритмические изменения этих процессов на более длительных временных масштабах.
Наиболее известным естественным климатическим циклом является Эль-Ниньо — Южное колебание (ENSO), которое изменяет погодные условия над экваториальной частью Тихого океана каждые 3–8 лет, оказывая каскадное воздействие на глобальные погодные модели. Однако вдоль побережья Калифорнии другие климатические циклы, такие как Тихоокеанская декадная осцилляция (PDO) и Северотихоокеанская гиросовая осцилляция (NPGO), могут влиять на локальные экосистемы в течение периодов от нескольких лет до нескольких десятилетий. Исследование показало, что хотя локальные изменения температуры и питательных веществ влияли на общее сообщество фитопланктона в заливе в течение года, фаза этих долгосрочных климатических циклов (то есть, пик или спад в осциллирующих климатических моделях) влияла на сроки появления различных групп фитопланктона и определяла, появятся ли они вообще.
Первичные продуценты, такие как фитопланктон, формируют основание морской пищевой сети. Их потребляют мелкие консументы, например, зоопланктон и личинки рыб. Следовательно, изменения в основании пищевой сети могут влиять на организмы на всех трофических уровнях морских экосистем. Учёные университета Cal Poly собирали пробы морской воды в течение последнего десятилетия, чтобы понять краткосрочные (сезонные) и долгосрочные (межгодовые) изменения в основании пищевой сети.
«Нам важны разные типы фитопланктона, потому что они по-разному влияют на экосистему, — пояснила профессор биологии Cal Poly Алексис Пасулка. — Некоторые типы предоставляют более качественную пищу для таких организмов, как личинки рыб, тогда как другие могут производить токсины и оказывать негативное воздействие на местные экосистемы».
Вредоносное цветение водорослей (HABs) — это бурное размножение водорослей, которое нарушает работу экосистем и ухудшает качество воды. Его экологические последствия могут быть внезапными, серьёзными и смертельными для всех уровней водных и наземных пищевых сетей. Типы фитопланктона, которые чаще образуют HABs, — динофлагелляты — часто ассоциируются с более тёплыми водами, менее перемешиваемыми местными ветрами.
«Фитопланктон реагирует на изменения условий окружающей среды, вызванные физикой и движением океана, — отметил профессор физики Cal Poly Райан Уолтер. — Эти изменения происходят не только сезонно, но и на гораздо более длительных временных масштабах из-за естественных климатических циклов, таких как ENSO и PDO, а также из-за антропогенного изменения климата».
Исследование подчёркивает, что в тёплой фазе PDO (на пике цикла) цветение динофлагеллят происходило более стабильно осенью, а иногда и раньше в сезонном цикле, чем в холодной фазе. Для этой тёплой фазы PDO были характерны повышенные температуры поверхности и усиление стратификации (изменение температуры с глубиной), что, как ожидается, будет усиливаться в будущем из-за глобального потепления. Таким образом, данное исследование может дать представление о будущем и подсказку о том, как основание пищевой сети и распространённость вредоносного цветения водорослей могут реагировать на потепление океана, вызванное изменением климата.