Оценка уязвимости экосистемы Баренцева моря

Temporal development 2016
Typography
  • Smaller Small Medium Big Bigger
  • Default Helvetica Segoe Georgia Times

Существенной проблемой при разработке IEA, которые представят достоверные данные для EBM, являются использование инструментов, которые ориентированы на процесс и рассматривают свойства всей экосистемы, такие как биоразнообразие, которые тесно связаны с уязвимостью экосимтемы. Вышеобозначенная задача потребует объединения информации о демографических характеристиках, экологических взаимодействиях и экосистемных функциях входящих в нее видов. Использование дифференцированного подхода и анализа пищевой сети позволяет получить необходимую информацию, которая

при правильном использовании и представлении сможет служить базой для EBM в отношении ключевых аспектов уязвимости экосистемы (Levin and Lubchenco, 2008).

Уязвимость экосистемы к внешнему воздействию зависит от чувствительности и адаптивной способности ее компонентов, т.е. видов, и самой системы в целом. К свойствам, которые выделяются в качестве главных компонентов устойчивости экосистемы, относится функциональное разнообразие, функциональная избыточность и модульность пищевой сети (Levin and Lubchenco, 2008). При решении задач пространственной оценки уязвимости экосистемы придонных ресурсов Баренцева моря нами было использовано сочетание дифференцированного подхода и анализа пищевой сети для оценки свойств видов и экосистемы, которые влияют на уязвимость последней. В рамках дифференцированного подхода информация о жизненном цикле, поведении и других применимых фенотипических характеристиках подразделяется на признаки реакции и признаки воздействия (или функциональные признаки). Признаки реакции определяют уязвимость вида к определенным стресс-факторам окружающей среды, таким как промысел, тогда как признаки воздействия позволяют получить информацию об экосистемных функциях видов (Lavorel and Garnier, 2002). Данные о признаках реакции позволяют определить ранг видов в соответствии с их уязвимостью, и этот подход был особенно эффективным при оценке уязвимости при промысле (Le Quesne and Jennings, 2012). Данные рангов могут быть усреднены по видам, обитающим в определенном районе или месте, для получения оценки уязвимости сообщества (Wiedmann et al., 2014a). Данные о признаках воздействия позволяют классифицировать виды в соответствии с их экосистемными функциями и предоставляют основу для оценки совокупных свойств экосистем, таких как функциональное разнообразие, влияющее на способность экосистем к адаптации, и функциональная избыточность, влияющая на чувствительность экосистем (Wiedmann et al., 2014b). Наконец, данные о пищевой сети дают возможность измерить свойства видов, такие как центральность, и свойства экосистемы, такие как модульность пищевой сети, которые зависят от конфигурации экологических взаимодействий между компонентами экосистемы.

В 2015 г. в рамках проекта VULRES был проведен анализ уязвимости бентоса, придонных рыб и пелагических рыб экосистемы Баренцева моря. Все три ярко выраженных свойства сообществ придонных рыб Баренцева моря, влияющих на уязвимость экосистемы к тралению, демонстрируют значительную пространствую изменчивость с четкими географическими закономерностями (рисунок 2.3.1). Пространственные закономерности подверглись изменениям с течением времени (2004–2012 гг.), демонстрируя тенденции, связанные с повышающейся температурой воды и уменьшающейся ледовитостью. Чувствительность рыб к тралению, которая рассчитывалась на основе характеристик жизненного цикла рыб, влияющих на скорость роста популяции, демонстрирует резкий перепад, и средняя чувствительность рыб (усредненные ранги) на станциях стремительно уменьшается при продвижении на северо-восток (рисунок 2.3.1). Функциональное разнообразие рыб, оцениваемое на основе древовидной диаграммы функциональных черт, показывает четкий градиент снижения разнообразия по мере продвижения на восток (рисунок 2.3.1). Наконец, среднее количество пищевых связей рыб (степень централизации) демонстрирует резкое уменьшение по мере продвижения на север, свидетельствуя о том, что в арктических районах Баренцева моря степень связности пищевой сети ниже (рисунок 2.3.1).

Рисунок 2.3.1. Сообщество придонных рыб Баренцева моря в 2004 г. Чувствительность рыб к тралению (слева), функциональное разнообразие (в середине) и централизация пищевой сети (справа). Красный цвет обозначает максимальные значения, синий – минимальные (размер круга пропорционален величине, измеренной на станции).Рисунок 2.3.1. Сообщество придонных рыб Баренцева моря в 2004 г. Чувствительность рыб к тралению (слева), функциональное разнообразие (в середине) и централизация пищевой сети (справа). Красный цвет обозначает максимальные значения, синий – минимальные (размер круга пропорционален величине, измеренной на станции).

Временные тенденции показывают систематическое увеличение чувствительности, функционального разнообразия и степени централизации по мере продвижения на север. Наиболее быстрые и значительные изменения уязвимости экосистемы имеют место в арктических районах Баренцева моря.

Рис. 2.3.2. Сообщество придонных рыб Баренцева моря в 2012 г. Чувствительность рыб к тралению (слева), функциональное разнообразие (в середине) и централизация пищевой сети (справа). Красный цвет обозначает максимальные значения, синий - минимальные (размер круга пропорционален величине, измеренной на станции).Рис. 2.3.2. Сообщество придонных рыб Баренцева моря в 2012 г. Чувствительность рыб к тралению (слева), функциональное разнообразие (в середине) и централизация пищевой сети (справа). Красный цвет обозначает максимальные значения, синий - минимальные (размер круга пропорционален величине, измеренной на станции)

Сообщество пелагических рыб (по данным уловов пелагическим тралом) также демонстрирует значительную пространственную изменчивость в отношении рассмотренных выше свойств, и ее закономерности частично сходны с наблюдавшимися у придонных рыб (рисунок 2.3.3). Изменения пространственных закономерностей со временем также были значительны и, очевидно, связаны с изменчивостью климата и колебаниями численности ряда преобладающих видов пелагических рыб.

Рисунок 2.3.3. Сообщество пелагических рыб Баренцева моря в 2004 г. Чувствительность рыб к тралению (слева), функциональное разнообразие (в середине) и централизация пищевой сети (справа). Красный цвет обозначает максимальные значения, синий – минимальные (размер круга пропорционален величине, измеренной на станции).Рисунок 2.3.3. Сообщество пелагических рыб Баренцева моря в 2004 г. Чувствительность рыб к тралению (слева), функциональное разнообразие (в середине) и централизация пищевой сети (справа). Красный цвет обозначает максимальные значения, синий – минимальные (размер круга пропорционален величине, измеренной на станции).

Результаты оценки уязвимости экосистемы Баренцева моря, полученные в рамках проекта VULRES, указывают на значительную пространственную неоднородность уязвимости всех функциональных групп, которые в настоящее время включены в исследование. Кроме того, временные тенденции свидетельствуют о значительном влиянии изменчивости климата, которая приводит к систематическим изменениям пространственных закономерностей уязвимости. Данные результаты содержат четкие выводы, имеющие важность для экосистемного подхода к пространственному управлению Баренцевым морем.