Перестройка морского биоразнообразия в Тихоокеанской Арктике при потеплении и отсутствии льда

Изменение климата изменит состав морских сообществ, поскольку ожидается смещение видов к полюсу, что существенно повлияет на арктическую морскую экосистему.

Биоразнообразие морских сообществ в Тихоокеанской Арктике в условиях будущих сценариев изменения климата претерпит глубокие изменения по сравнению с нынешними паттернами. Изменения в распределении морских видов в ответ на потепление и сокращение морского льда, вероятно, увеличат восприимчивость и уязвимость арктических экосистем. Результаты, опубликованные исследователями из Университета Хоккайдо в журнале Science of the Total Environment, также указывают на потенциальное влияние на функционирование и услуги экосистемы.

Океанограф-ихтиолог Ирэн Алабия из Арктического исследовательского центра Университета Хоккайдо вместе с коллегами из Японии и США исследовала, как будущие климатические изменения повлияют на морское биоразнообразие в Беринговом и Чукотском морях. Эти моря простираются от Аляски до России в северной части Тихого и южной части Северного Ледовитого океанов.

«Этот район образует "биогеографическую переходную зону": богатый биоразнообразием регион, охватывающий две различные области со специфическими особенностями, которые способствуют сосуществованию видов, обитающих на пределе или близко к пределу своего ареала», — объясняет Алабия. «Эти зоны уязвимы для потепления климата, а климатические нарушения могут создать благоприятные условия для проникновения тепловодных видов в ранее холодноводные зоны».

Учёные заинтересованы в понимании того, как виды в биогеографических переходных зонах реагируют на изменения климата и другие антропогенные воздействия. Эта информация может помочь в планировании природоохранных мероприятий, управлении рыболовством и изучении роли эволюционной истории в формировании ныне существующих сообществ.

Алабия и её команда смоделировали современное и будущее пространственное распределение 26 видов рыб и беспозвоночных в Беринговом и Чукотском морях. Используя данные о встречаемости видов, температуре поверхности моря и концентрации морского льда, авторы разработали модели распределения видов для прогнозирования ареалов в современных (1993–2017 гг.) и будущих (2026–2100 гг.) климатических условиях. На основе результатов модели были выявлены изменения видового богатства и композиционного разнообразия с точки зрения филогении видов и их функциональных признаков между временными периодами и при различных уровнях потепления.

Результаты показывают, что более крупные, долгоживущие и более хищные рыбы и беспозвоночные расширят свои ареалы в сторону полюса в ответ на потепление вод и условия, свободные ото льда, к концу XXI века. Эти смещения к полюсу могут изменить структуру, состав и функции будущих арктических сообществ, которые в настоящее время представлены более мелкими и короткоживущими видами. Будущий видовой состав в арктических водах также будет иметь более сходные функции в рамках экосистемы, что повлияет на региональные пищевые сети. Вероятно также, что произойдут значительные социально-экономические последствия, поскольку коммерчески важные виды сместятся к северу, что может увеличить эксплуатационные затраты на рыболовство.

«Ожидается, что эти прогнозируемые воздействия создадут проблемы для управления океаном, охраны природы и управления ресурсами смещающихся рыбных промыслов», — говорит Алабия. «Тем не менее, наши результаты дали представление о потенциальном будущем арктических морских экосистем, и некоторые из этих экологических сдвигов уже задокументированы. Таким образом, это подчеркивает необходимость постоянного мониторинга и совершенствования стратегий, готовых к изменению климата, чтобы смягчить его последствия и сохранить целостность и функционирование уязвимых экосистем».