Итак, исследование, проведенное учеными из компании William Институт морских наук штата Мэри Вирджиния определяет переломный момент в усилиях по восстановлению устриц, когда рифы, восстановленные до высоты фута или более над дном, превращаются в здоровые, самодостаточные экосистемы, в то время как восстановленные на более низких высотах быстро покрываются, а затем засыпаются отложениями. .Соавтором исследования, представленного в номере журнала «Прогресс морской экологии» от 6 ноября, является бывший доктор философии VIMS. студентка Эллисон Колден вместе с профессорами VIMS Робом Латуром и Ромом Липциусом.Колден, ныне занимающийся рыболовством в штате Мэриленд из Фонда Чесапикского залива, говорит: «Определение пороговой реакции популяций устриц на высоту рифа дает критически важное понимание деградации и утраты устричных рифов залива.
Понимание этой реакции и лежащих в ее основе механизмов может помочь менеджерам большая часть ограниченных ресурсов, не перестраивая, при максимальной вероятности успеха восстановления ». Восстановленные устричные рифы обычно строятся с использованием ископаемых или переработанных раковин, которых не хватает.Исследователи говорят, что их результаты могут помочь объяснить потерю устриц и улучшить усилия по восстановлению устриц не только в заливе, но и во всем мире. Местные популяции устриц сократились по всему миру в течение последнего столетия из-за чрезмерного вылова рыбы, загрязнения питательными веществами, болезней и деградированной среды обитания, что имело серьезные экономические и экологические последствия.Исследование команды основано на нескольких недавних исследованиях, которые определили высоту рифа как ключевой предиктор успеха или неудачи восстановления.
Но, по словам Липциуса, «никто не оценил пороговую высоту, при которой траектория рифа расходится, и не идентифицировал задействованные механизмы».Чтобы ответить на эти вопросы, ученые использовали раковины устриц для строительства 24 экспериментальных рифов на 4 участках рек Грейт-Викомико и Линнхейвен, притоков Чесапикского залива в Вирджинии. Они построили рифы на 6 разных высотах, от 5 сантиметров до полуметра над дном залива — диапазон высот, обычно используемый для восстановления устриц или их пополнения в заливе.Затем они наблюдали за этими рифами через 8 месяцев и 2 года после строительства, используя видеокамеру на дистанционно управляемом транспортном средстве.
Они также измерили плотность устриц, скорость отложения отложений и «шероховатость» — меру сложности поверхности. У здоровых рифов есть множество укромных уголков и трещин, которые укрывают личинок устриц и других мелких животных от течений и хищников, а также создают турбулентность, которая помогает удерживать отложения на поверхности рифа.
«Наши образцы видео показали, что состояние рифов изменилось практически сразу — в течение 2 месяцев после строительства», — говорит Колден. «На нижних рифах отложения быстро погребли раковины, особенно вокруг краев рифов. На более высоких рифах мы видели появляющиеся раковины, много молодых устриц и более низкие уровни осаждения».Точка перелома или порог между этими двумя состояниями составляла 0,3 метра, примерно фут.
Рифы, построенные на этой высоте или выше, имели плотность устриц в 3,5 раза больше, чем более низкие рифы, а плотность на более высоких рифах обычно увеличивалась со временем. Плотность на нижних рифах имела тенденцию к снижению при различных скоростях седиментации, при этом большинство этих рифов в конечном итоге исчезали под покровом наносов.
«Мы обнаружили, что зависимость между плотностью устриц и высотой рифа была нелинейной», — говорит Липциус. «Скорость отложения наносов экспоненциально снижалась с увеличением высоты рифа, в то время как шероховатость увеличивалась».Исследователи связывают эти наблюдения с положительной обратной связью между структурой рифа, потоком воды и результирующей динамикой популяции.«Чем выше риф находится над морским дном, тем меньше места для воды, протекающей между ним и поверхностью», — говорит Колден. «Это ускоряет течение воды, предотвращает накопление осадка на устрицах, дает им много планктона для фильтрации и помогает поддерживать укромные уголки и трещины, в которых обитают личинки устриц и других беспозвоночных».
Исследователи говорят, что взаимосвязь между высотой рифа и стойкостью также помогает объяснить, как нехватка урожая привела к исчезновению местных популяций устриц в 20-м веке.«Наблюдаемая нами пороговая динамика помогает объяснить историческую потерю местообитаний рифов вдоль Атлантического побережья», — говорит Липциус. «Разбивая структуру рифа и удаляя раковины вместе с живыми устрицами, такие методы промысла, как дноуглубительные работы и гидравлические щипцы, уменьшали высоту рифа ниже критического порога, перемещая рифы с постоянной траектории на деградирующую».
Заглядывая вперед, исследователи говорят, что их результаты показывают, что восстановленные рифы должны выступать не менее чем на 0,3 метра над дном и должны быть запрещены для промысла, если менеджеры не смогут гарантировать, что рифы остаются выше порогового значения высоты рифа в условиях промысла.