Kępy koralowców jako wskaźnik oddziaływania stresu
Rafy koralowe, które wielu specjalistów określa mianem oceanicznych lasów deszczowych, stanowią dom dla co najmniej 25 % wszystkich organizmów morskich, choć pokrywają wyłącznie około 1 % dna morskiego na świecie. Zapewniają także usługi ekosystemowe o wartości sięgającej dziewięciu bilionów euro rocznie. Od lat 80. XX wieku obserwujemy i dokumentujemy ich degradację, głównie na podstawie spadającego wskaźnika zasięgu raf koralowych. Oznacza to, że konieczne jest wypracowanie nowych rozwiązań zapewniających bardziej precyzyjne informacje. Dzięki wsparciu ze środków działania „Maria Skłodowska-Curie” i współpracy między Uniwersytetem w Utrechcie i Papieskim Uniwersytetem Katolickim (ECIM) w Chile, zespół projektu INDECOSTAB opracował matematyczny model ekosystemów koralowych, który pozwolił na bliższe przyjrzenie się zmianom. Stypendysta działania „Maria Skłodowska-Curie” Alexandre Génin zbadał zaobserwowane zmiany w organizacji przestrzennej, wykorzystując je w roli wskaźnika stresu umożliwiającego przewidywanie rozległych i nieodwracalnych zmian.
Doświadczenie i rozszerzenie gromadzenia danych
Génin badał koralowce na Wyspie Wielkanocnej (Rapa Nui), wykorzystując ogromne doświadczenie i dane zgromadzone przez naukowców z Chile pracujących w tym obszarze. Wybór miejsca podyktowała krystalicznie czysta woda. Połączenie tych czynników umożliwiło proste i szybkie badanie dużych obszarów za pomocą kamer umieszczonych na pokładzie łodzi. Co więcej, współpraca z chilijskimi badaczami umożliwiła w praktyce przeprowadzenie badań terenowych w fazie końcowej projektu ze względu na ograniczenia związane z pandemią COVID-19. „W ciągu tygodnia zbadaliśmy trzy czwarte obszarów przybrzeżnych Wyspy Wielkanocnej, co jeszcze niedawno zajęłoby doświadczonym nurkom wiele miesięcy”, mówi Génin.
Rafy koralowe - odporność delikatnych ekosystemów
Koralowce na Wyspie Wielkanocnej należą do organizmów, które charakteryzuje pętla dodatniego sprzężenia zwrotnego w reakcji na przerost glonów. Potrafią przetrwać w tym stanie przez dziesięciolecia dzięki szczelinom, które są siedliskiem roślinożerców - ryb i jeżowców zjadających glony i tworzących przestrzeń dla nowych koralowców. Najnowsze badania wskazują, że proces ten skutkuje tworzeniem nowych kolonii, głównie w pobliżu już istniejących. Dzięki niemu powstają kępy koralowców na dnie morskim. Génin postanowił opracować model odzwierciedlający ten stan rzeczy, aby sprawdzić, czy będzie w stanie przewidywać rozległe i nagłe zmiany na tej podstawie. Badacz przyjrzał się także wpływowi roślinożerców na powstające kępy.
Modelowanie zmian dotyczących wskaźników przestrzennych
Model matematyczny opracowany w ramach projektu INDECOSTAB potwierdził, że nierównomierne występowanie koralowców może być wykorzystywana jako przestrzenny wskaźnik stresu i potencjalnie nieodwracalnej degradacji. Co ciekawe, na wskaźniki przestrzenne modelu nie miała wpływu liczba roślinożerców - w przypadku Wyspy Wielkanocnej były to głównie jeżowce. Potwierdzają to dane z obserwacji terenowych. Informacje potwierdzające możliwość wykorzystania przestrzennych wskaźników stresu były także rezultatem badań terenowych zrealizowanych w ramach projektu INDECOSTAB. „Badania, które objęły dwa gatunki koralowców występujące na Wyspie Wielkanocnej, wykazały, że liczebność jednego gatunku znacznie spadła w związku z narażeniem na fale, podczas gdy liczebność drugiego gatunku nie uległa zmianie. W obu przypadkach wystąpiły jednak zmiany w rozkładzie przestrzennym, co potwierdza, że nie wystarczy pomiar zmian w obszarze zajmowanym przez koralowce”, zauważa Génin. „Nasze badania opierają się na teoretycznych koncepcjach dotyczących struktury przestrzennej raf koralowych, ale wnioski odpowiadają wnioskom ekologów, którzy wykorzystują modele populacyjne w celu prognozowania wpływu zmiany klimatu na rafy”, dodaje badacz. Obecnie zespół projektu INDECOSTAB pracuje nad publikacją danych. Pozwoli to na kontynuację badań i opracowanie ulepszonych modeli pozwalających na obserwację oraz prognozowanie stanu tych wrażliwych ekosystemów, co przełoży się na usprawnienie procesów zrównoważonego zarządzania.
Słowa kluczowe
INDECOSTAB, koralowiec, koralowce, wskaźniki przestrzenne, glony, ekosystemy, rafy koralowe, model matematyczny, modele populacyjne, czynniki stresogenne
