W skali globalnej, najbardziej dewastowanymi grupami roślin przez morskie fale upałów (MHW – Marine ) są trawy morskie, a wśród makroglonów wodorosty jak krasnorosty, zielenice i brunatnice.
Trawy morskie, grupa roślin z okrytozalążkowych, są bardzo wrażliwe na oddziaływanie MHW. Ich regionalne zaburzenie lub dewastacja powoduje silne uwalnianie dwutlenku węgla do atmosfery.
Praca, której główną autorką jest hiszpańska oceanograf Ariane Arias-Ortiz z Instytutu Nauk i Technologii Środowiska oraz Wydziału Fizyki na Autonomicznym Uniwersytecie w Barcelonie, przedstawia następującą analizę MHW u wybrzeży Australii Zachodniej 1.
Dowiadujemy się z niej, że ekosystemy trawy morskiej zawierają istotne na całym świecie zasoby węgla organicznego (C – carbon). Jednak zmiany klimatyczne i rosnąca częstotliwość zjawisk ekstremalnych zagrażają ich zachowaniu. Zatoka Rekinów (Shark Bay) w Australii Zachodniej ma największe zbadane zasoby węgla w ekosystemie traw morskich, które są tam przechowywane w górnym metrze osadów. Jest to 1,3% w stosunku do zasobów świata.
Autorzy niniejszego artykułu na jego wstępie napisali:
Na podstawie badań terenowych i zdjęć satelitarnych szacujemy, że 36% łąk trawy morskiej w Zatoce Rekinów zostało uszkodzonych w wyniku morskiej fali upałów w latach 2010/2011. Zakładając, że 10 do 50% osadów węgla (C) trawy morskiej było narażone na warunki tlenowe po zakłóceniach, od 2 do 9 Tg (teragramów) CO2, [czyli od 2 do 9 mln ton] mogły zostać uwolnione do atmosfery w ciągu następnych trzech lat, zwiększając emisje wynikające ze zmiany użytkowania gruntów w Australii o 4–21% rocznie. Ponieważ przewiduje się, że fale upałów będą nasilać się wraz z dalszym ociepleniem klimatu, ochrona ekosystemów trawy morskiej jest niezbędna, aby uniknąć niekorzystnych sprzężeń zwrotnych na system klimatyczny.
Fot.1. Przykład trawy morskiej z Zatoki Rekinów przed falą upałów w 2011 r. (L) i miejsce badań w 2013 r. (R). Credit Shark Bay Ecosystem Research Project.
Na temat wodorostów (makroglonów) jest niewiele prac naukowych. Jedną z takich przedstawiła Sandra C. Straub z Instytutu Oceanów i Nauk Biologicznych na Uniwersytecie Zachodniej Australii w Crawley 2.
Wodorosty są to gatunki makroskopowe, zwane także makroalgami, które znajdują się w taksonach: Chlorophyta, Phaeophyta i Rhodophyta. Są powszechnie nazywane wodorostami ze względu na ich wielkość, wielokomórkową budowę i przyczepność do twardego podłoża
W skali globalnej, w latach 1925-2016, częstotliwość występowania anomalnie wysokich temperatur w oceanach i morzach wzrosła o 34%, a czas ich trwania zwiększył się o 17%, co już przynajmniej od lat 80 XX wieku ma potencjalnie duży wpływ na ekosystemy przybrzeżne. Naukowcy dokonali następującej analizy, jakie czynniki zaważyły na wpływie morskich fal upałów na ekosystemy wodorostów:
a) zmiany w pierwotnej produktywności
b) zmiany w składzie społeczności
c) zmiany w biogeografii wodorostów
d) zmiany w funkcjach i usługach ekosystemu.
Ponadto, naukowcy dokonali przeglądu literatury na temat reakcji wodorostów morskich na MHW, w tym 58 obserwacji związanych z ich odpornością (tolerancją ekologiczną), blaknięciem, zmianami liczebności, inwazjami gatunków oraz wymieraniem lokalnym i regionalnym.
Dokonując badań eksperymentalnych, zespół naukowy Sandry Straub zaobserwował, że wodorosty tworzące darń, zwłaszcza inwazyjne, generalnie zwiększyły swoją liczebność po zdarzeniu MHW, podczas gdy rodzime wodorosty ze swoimi fukoidami tworzącymi baldachimy, po ekspansji ekstremalnego ciepła na wody przybrzeżne oceanów świata, zmniejszają swoją liczbę w dość szybki sposób.
W swojej pracy naukowcy dokonali skrupulatnie oddzielenia ekstremalnego wzrostu temperatur pod wpływem morskich fal upałów, względem współwystępujących naturalnych czynników wpływających cyklicznie w sposób zaburzający na ekosystemy wodorostów. Zaliczamy do nich:
a) odmienne wzorce prądów
b) wzrost roślinożerności
c) zmiany klarowności wody
d) zmiany zawartości składników odżywczych
e) wpływ promieniowania słonecznego
f) stres związany z wysuszeniem w strefie pływów
Fot.2. Lasy wodorostów są wyjątkowym siedliskiem, które cierpi z powodu stresu cieplnego. Źródło: beusbeus/iStock/ETH Zurych
Naukowcy napisali w swoje pracy:
W związku z przewidywanym w przyszłości dalszym wzrostem intensywności, czasu trwania i częstotliwości MHW, spodziewamy się większej liczby zastępowań dużych długowiecznych wodorostów tworzących siedliska mniejszymi efemeralnymi wodorostami, co zmniejsza strukturę siedliska i zapewnienie efektywnych usług, jakie mogą zapewnić rafy zdominowane przez wodorosty.