Само два градуса могат да разделят относително устойчивата морска екосистема от масова загуба на организми. Това показва 30-дневен лабораторен експеримент на учени от Института по биоразнообразие и екосистемни изследвания към БАН. При 28°C морските треви все още успяват да смекчат част от ефектите на затоплянето. При 30°C обаче картината се променя рязко – загиват морски треви и безгръбначни, а в изследваните пясъчни проби не остават живи организми. Резултатите са представени от д-р Стефания Клайн в „Климатека“.
Изследването идва на фона на бързото затопляне на Черно море. Според Клайн то е най-бързо затоплящото се море в Европа, а наситеният му с кислород слой намалява. Към климатичния натиск се добавят замърсяването, урбанизацията на крайбрежието и туризмът.
Особен риск са морските горещи вълни – периоди от дни или седмици, през които температурата на водата остава необичайно висока. Честотата им се е удвоила между 1982 и 2016 г., а климатичните модели сочат допълнително увеличение през XXI век.
В Бургаския залив подобни условия вече са наблюдавани. След 2000 г. са регистрирани две горещи вълни – през лятото на 2010 г., когато максималната температура достига 29,1°C, и през 2014 г. с максимум от 29,25°C.
Черно море в лабораторията
За да установят как подобно затопляне се отразява на крайбрежните екосистеми, учените от ИБЕИ – БАН провеждат експеримент в рамките на международния проект ACTNOW.
В продължение на месец те изследват проби от две характерни местообитания – морски треви и пясъчно дъно. Създадени са три температурни сценария: 26°C, 28°C и 30°C. Първият представя типичните съвременни летни температури по Черноморието. Вторият симулира умерена гореща вълна, а третият – силна.
Учените следят не само дали организмите оцеляват. Те измерват биоразнообразието, състоянието на морските треви, кислорода и хранителните вещества, както и обмена на вещества между морското дъно и водата.
Това е важно, защото животът на дъното има много по-голяма роля от видимото на пръв поглед. Морските треви образуват своеобразни подводни гори. Те дават храна и убежище на микроорганизми, безгръбначни и риби, натрупват органичен въглерод и участват в кръговрата на азота и фосфора.
Животните в пясъчното дъно също са важни. С движението си те размесват седиментите и подпомагат обмена на кислород и хранителни вещества.
Какво става при 28°C?
Именно тук експериментът показва съществена разлика между морските треви и пясъчното дъно.
При 28°C местообитанията с морски треви запазват значителна част от устойчивостта си. При умерената гореща вълна от 28℃, морските треви успяват до известна степен да послужат за буфер на ефектите от затоплянето: биоразнообразието и активността на безгръбначните животни са същите, както и при нормални условия.
Запазени остават и рециклирането и запасите на азотни и фосфорни съединения в седиментите, както и запасите от органичен въглерод.
В пясъчното дъно обаче ситуацията е различна. Още при 28°C е отчетена голяма смъртност сред животинските видове. В малък брой оцеляват организми, които могат да понасят ниски концентрации на кислород. Силно намалява и размесването на седиментите.
Само още 2°C променят картината
При 30°C защитният ефект на морските треви вече не е достатъчен. При силната гореща вълна и в двата типа екосистеми загиват както морските треви, така и безгръбначните животни. В пясъчните проби не остават организми, а сред морските треви оцеляват само отделни представители на по-устойчиви видове.
Промяната не се изчерпва със загубата на организми. Намалява кислородът в седиментите, а във водата започват да се отделят повече азот и фосфор. Нарушава се и биотурбацията – естественото размесване на морското дъно от организмите, които живеят в него.
Именно разликата между сценариите при 28°C и 30°C е сред най-важните резултати от експеримента.
„Само 2°C разлика между двата сценария са достатъчни, за да се премине от относително запазени функции на екосистемата към масова загуба на организми и нарушаване на ключови процеси“, обобщава авторът.
Защо морските треви са толкова важни
Резултатите показват, че здравите местообитания могат поне до определен момент да смекчат въздействието на екстремните температури.
При 28°C морските треви действат като естествен буфер. При 30°C този механизъм вече не успява да запази екосистемата.
Последствията могат да излязат и извън самите местообитания. Ако подобни промени се задържат продължително, съществува риск от освобождаване на натрупания в седиментите въглерод. Повишеното отделяне на азот и фосфор може да допринесе за цъфтежи на планктон и водорасли, последващо изчерпване на кислорода и допълнителна смъртност на морски организми.
Загубата на крайбрежни местообитания може да засегне и рибите, които ги използват в ранните етапи от развитието си. В по-дългосрочен план последствията могат да достигнат до риболова и туризма по българското Черноморие.
30°C не означават автоматично срив на Черно море
Учените поставят и важно уточнение. Резултатите не трябва да се тълкуват така, че достигането на 30°C във водата автоматично ще предизвика масово измиране навсякъде по Черноморието.
Експериментът е лабораторен. Той изолира температурата като основен фактор при строго контролирани условия. В реалното море едновременно действат течения, вълнение, замърсяване, различия между местообитанията и взаимодействия между организмите.
Затова резултатите „не означават, че при температура от 30°C същите промени непременно ще настъпят по същия начин навсякъде в Черно море“. Според Клайн те показват „къде вероятно се намира прагът“, след който рискът за крайбрежните екосистеми значително нараства. Необходими са и наблюдения в реални условия.
Тъкмо това уточнение е важно и за разбирането на разликата от 2°C. Тя не е универсална граница, след която цялото Черно море внезапно се срива. Експериментът показва колко рязко може да се промени реакцията на конкретни крайбрежни екосистеми при сравнително малко допълнително затопляне.
А изводът на Клайн поставя резултатите в по-широк контекст: „За хората подобна разлика изглежда незначителна, но за редица екосистеми тя може да бъде границата между устойчивостта и срива“.
