_ Noul instrument prezice cu pricepere Habitatul marin se schimbă

Pe măsură ce temperaturile globale cresc, la fel crește și temperaturile oceanelor. Oceanul absoarbe aproximativ 90% din excesul de căldură din lume, iar acest lucru duce la schimbări ale mediului marin care depășesc temperatura, făcând unele zone nelocuibile pentru unele specii marine.

Cercetătorii lucrează pentru a înțelege și a anticipa cum aceste schimbări de mediu vor avea un impact asupra schimbărilor habitatului marin. O echipă de oameni de știință, inclusiv cercetătorii de la Departamentul de Științe Marine din UConn, Zhuomin (Jasmine) Chen și Samantha Siedlecki, lucrează împreună pentru a îmbunătăți previziunile privind schimbările habitatului pentru diferite specii marine. Descoperirile lor au fost publicate în Nature Communications.

Habitatele se schimbă sau se micșorează pe măsură ce speciile marine caută medii potrivite pentru supraviețuirea lor și pentru satisfacerea altor activități ecologice esențiale, cum ar fi creșterea, hrănirea și reproducerea. Capacitatea de a anticipa aceste schimbări are o mare valoare pentru elaborarea politicilor, cercetare și pentru a ajuta industria pescuitului să facă față mediului în schimbare.

Chen explică că echipa multidisciplinară a prezis schimbări interanuale în deceniul de habitat pentru diverse specii marine. în cei 600 de metri superiori ai 11 mari ecosisteme marine nord-americane (LME), pe baza unui indice metabolic cheie combinat cu o suită de sisteme de prognoză decenală.

Indexul a fost dezvoltat anterior de un alt grup de cercetare și acesta indică viabilitatea habitatului; iar sistemul de prognoză decenală se numește Community Earth System Model-Decadal Prediction Large Ensemble (CESM-DPLE) dezvoltat de Centrul Național de Cercetare Atmosferică.

„În momentul de față, prognozele privind habitatul speciilor marine au, de obicei, un nivel relativ concentrare restrânsă asupra variabilelor de mediu care modelează distribuția speciilor, utilizând de obicei temperatura ca determinant major sau unic al predicțiilor de nișă ecologică.Cu toate acestea, munca noastră rupe această tradiție prin evidențierea potențialului pe care oxigenul poate juca un rol în generarea habitatului marin. se schimbă”, spune Chen.

Condițiile hipoxice apar atunci când nivelurile de oxigen sunt scăzute. Cercetătorii s-au concentrat asupra speciilor cu două trăsături metabolice cheie - sensibilitatea la temperatură a vulnerabilității la hipoxie și toleranța la hipoxie, care sunt ambele definite în cadrul indicelui metabolic și au fost determinate pentru o diversitate de specii folosind date de laborator și de teren publicate anterior. Ei s-au concentrat asupra speciilor care s-au împărțit în trei grupuri diferite, numite ecotipuri, în funcție de sensibilitățile lor la temperatură și de nevoile metabolice, le-au desemnat scăzut, mediu și ridicat.

„Indexul metabolic a fost definit inițial ca un raport dintre furnizarea de oxigen din mediu la cererea metabolică în repaus a unui organism, care ia în considerare atât disponibilitatea oxigenului, cât și efectele temperaturii.Pentru ca habitatele marine să fie viabile din punct de vedere metabolic, raportul trebuie să fie mai mare decât o valoare critică de unu pentru metabolismul în repaus sau mai mare decât o valoare mai mare decât unu. valoare critică pentru metabolismul activ. Prin urmare, în acest studiu, ne concentrăm pe un indice metabolic normalizat pentru o valoare critică consistentă atât a metabolismului în repaus, cât și a celui activ", spune Chen.

Prin selectând ecotipuri reprezentative cu valoare scăzută, medie. , și trăsături de sensibilitate la temperatură ridicată și aceeași trăsătură de toleranță hipoxică, cercetătorii au descoperit că aceste trăsături corespund unor distribuții diferite de habitat viabile în spațiu, precum și schimbărilor lor interanuale atât în ​​direcții orizontale, cât și pe verticale, integrând atât diferențele spațiale, cât și variabilitățile interanuale ale variabile de mediu cum ar fi oxigenul și temperatura.

Chen spune că rezultatele arată că schimbările interanuale ale habitatelor viabile pentru speciile sensibile la temperatură medie și înaltă sunt în general meridionale, sugerând că specia ar avea o contracție spre nord a habitatelor viabile, cu limitele sudice retrase spre nord în răspuns la încălzire sau dezoxigenare. În timp ce habitatele viabile ale speciilor cu sensibilitate la temperatură scăzută au nu numai contracții meridionale la latitudinile mari nordice, ci și schimbări longitudinale de-a lungul coastei de sud-vest a Americii de Nord.

Cercetătorii au descoperit că sistemul CESM-DPLE combinat cu cadrul eco-fiziologic oferă o predictibilitate semnificativ mai mare a viabilității habitatului pentru diverse specii marine din cele 11 mari ecosisteme marine nord-americane decât cea a previziunilor simple de persistență aproape peste tot și la fiecare an de plumb, cu o predictibilitate îmbunătățită în principal în subsol.

Chen spune că diferitele regiuni pot avea diferite variabile de mediu care contribuie în mod dominant la predictibilitate. Cercetătorii au folosit o metodă numită descompunere liniară Taylor pentru a analiza mai îndeaproape variabilele pentru a identifica factorul predictibilității în fiecare ecosistem marin mare. În cele mai multe cazuri, oxigenul a fost motorul dominant al predictibilității, în special pentru acele regiuni din Pacificul de Nord-Est, dar nu întotdeauna.

„Am identificat unele regiuni, de exemplu, raftul interior al Mării Bering de est. cu o contribuție limitată la predictibilitate din partea componentului de oxigen, dar componenta de temperatură este relativ dominantă pentru predictibilitatea în aceste regiuni”, spune Chen.

Pentru coasta de nord-est, Chen explică că componenta de temperatură este importantă sau chiar factor determinant al predictibilității, probabil din cauza relaxării constrângerii de oxigen asupra viabilității habitatului din cauza proceselor puternice de ventilație în aceste regiuni de latitudini înalte.

Prin utilizarea sistemului de predicție decenală combinat cu cadrul mecanicist eco-fiziologic. , Chen explică că produsele de prognoză a habitatului pot fi utilizate pe deplin pentru gestionarea resurselor marine vii și pentru luarea deciziilor ca răspuns la condițiile în schimbare ale oceanului,

„Ne concentrăm în principal pe intervalul de timp interanual până la deceniu, care este un un orizont de timp important pentru luarea deciziilor și gestionarea resurselor marine pentru a reduce impactul, a promova reziliența și a maximiza valoarea resurselor marine vii în fața condițiilor oceanice în schimbare.”

Previziunea distribuțiilor spațiale ale habitatelor viabile va deveni din ce în ce mai important pentru lucruri precum schimbările de habitat. De exemplu, Chen spune că contracțiile habitatului spre nord pot face imposibilă pescuitul din anumite porturi, în timp ce extinderea habitatului spre sud deschide porturi care ar trebui să fie pregătite pentru procesarea debarcărilor, acestea vor avea probabil impact asupra industriei pescuitului. Există, de asemenea, impacturi ecologice substanțiale de luat în considerare, spune Chen.

„Deplasările inegale ale habitatelor spațiale și verticale ale speciilor din cauza diferitelor trăsături metabolice, de exemplu, diferite trăsături de sensibilitate la temperatură, pot duce la modificări substanțiale ale pradei. -dinamica prădătorilor și structura ecosistemului, de exemplu, suprapunerea habitatelor viabile ale merluciului argintiu sudic și nordic cu puieții ca pradă și adulții ca prădători, ceea ce poate afecta disponibilitatea resurselor pentru pescuit și poate necesita adaptarea părților interesate”, spune Chen.

(Fluierul)