Kępy koralowców jako wskaźnik oddziaływania stresu
Rafy koralowe, które wielu specjalistów określa mianem oceanicznych lasów deszczowych, stanowią dom(odnośnik otworzy się w nowym oknie) 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”(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i współpracy między Uniwersytetem w Utrechcie(odnośnik otworzy się w nowym oknie) 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(odnośnik otworzy się w nowym oknie), 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.
