Что стоит за отступлением водорослей и экспансией кораллов?

Изменение климата и другие внешние факторы вызывают быстрые сдвиги в морских сообществах прибрежных экосистем Японии. Лучшее понимание динамики распространения видов, обусловленной этими факторами, может улучшить природоохранные усилия и управление климатическими изменениями.

Национальный институт исследований окружающей среды, Университет Хоккайдо и Национальный институт полярных исследований впервые показали, что за быстрыми сдвигами сообществ от умеренных макроводорослей к тропическим кораллам в прибрежных водах Японии стоит совокупное воздействие потепления климата, доминирующих поверхностных течений, направленных к полюсу, и обезлесивания (деградации водорослевых лесов) инвазивными травоядными рыбами. Исследование подчеркивает необходимость упреждающего управления, адаптирующегося к текущим и будущим климатическим изменениям, и может помочь сохранению водорослевых лугов и коралловых рифов.

Макроводоросли и кораллы — основные группы организмов-средообразователей, поддерживающие высокое биоразнообразие и предоставляющие важные экосистемные услуги людям. В Японии тепловодные кораллы в основном ассоциированы с субтропическими водами её южных островов, а образующие полог водоросли более обильны в сравнительно более холодных умеренных водах центральной Японии. Однако в последние годы потепление климата позволило кораллам расширить свой ареал в нагретую умеренную зону, где распространение менее подвижных макроводорослей сокращается.

Для объяснения этого явления исследователи изучили 439 документов, содержащих десятки тысяч записей (в основном за 1950–2015 гг.), детализирующих встречаемость макроводорослей, кораллов и травоядных рыб по всему Японскому архипелагу. Используя эту обширную историческую базу данных, они восстановили сдвиги в распространении основных видов, которые затем связали с долгосрочными вариациями пространственных паттернов температуры океана и скорости течений с помощью статистических моделей.

Результаты показали, что кораллы и рыбы расширяли свои ареалы быстрее и дальше, чем макроводоросли. Расширение ареала водорослей на север отставало от его сокращения на юге, в то время как южные границы ареалов большинства кораллов оставались неизменными. Однако все виды смещали свои ареалы медленнее скорости потепления. Такие сдвиги сообществ в основном наблюдались в зонах вдоль течений Куросио и Цусима, особенно в районах вокруг островов Кюсю и Сикоку, и были в первую очередь связаны с увеличением выедания тропическими травоядными рыбами. Прогнозы моделей на ближайшие десятилетия предполагают значительное увеличение вероятности этих событий в других местах вдоль восточного и западного побережья центральной Японии, а также усиление конкуренции между видами как движущего механизма сдвигов.

«Это исследование демонстрирует масштаб и сложность влияния изменения климата на водорослевые луга и коралловые рифы и важность рассмотрения этих вопросов с точки зрения множества видов», — говорит доцент Университета Хоккайдо Масахико Фудзии.