Какая рыба чувствует последствия глобального потепления

Как изменение климата повлияет на рыб? Новые исследования со всего континента дают некоторые драматические и неприятные ответы

• Т. Эдвард Никенс
• 01 июня 2002 г.

ДЖОН МАГНУСОН ему не нужно запускать новейшую программу компьютерного моделирования, чтобы увидеть, как глобальное потепление влияет на его мир — он может выглянуть из окна своего офиса в Висконсинском университете в Мэдисоне и увидеть широкую голубую полосу озера Мендота. Магнусон — лимнолог, ученый, специализирующийся на экологии озер и прудов, и с 1853 года, как он сообщает, количество времени, в течение которого озеро остается замерзшим зимой, сократилось на 25 процентов.

Это тяжело для подледных рыбаков, которые стекаются в Мендоту. Но с рыбой из озера Мендота может быть еще сложнее. Магнусон является одним из растущего числа ученых, обеспокоенных тем, что глобальное потепление готовит почву для крупномасштабных воздействий на популяции рыб, таких как окунь озера Мендота, судак и озерная сельдь. Эти исследователи обращаются к таким разнообразным данным, как записи 150-летней давности об отлове меха и компьютерному моделированию погодных систем в масштабах полушария, чтобы предсказать, как рыба может реагировать на глобальное изменение климата.Их результаты раскрывают спектр потенциальных изменений в популяциях рыб, которые должны обеспокоить, если не поразить, рыболовов, защитников природы, коммерческих рыбаков и всех, кто заботится о будущем рыбы в Северной Америке. В отличие от видимых и часто немедленных последствий загрязнения или разрастания городов, воздействие глобального потепления на экологию и среду обитания рыб, вероятно, является долгосрочным, сложным и, в некоторых случаях, малозаметным. Но они могут оказаться столь же драматичными. Ученые считают, что повышение температуры воды может привести к смещению распределения рыб по стране, сдвинув границу, отделяющую холодноводные виды (такие как форель и судак) от тепловодных рыб (таких как большеротый окунь и даже субтропическая тиляпия), на север на 300 миль к середине века.

По мере потепления климата Земли и изменения крупномасштабных моделей атмосферной циркуляции может последовать сеть экологических изменений, которые повлияют на все этапы биологии рыб. Новые модели сезонных наводнений могут привести к вымыванию рыбьей икры из вод форели в южных Аппалачах и потоков лосося на северо-западе Тихого океана. Изменение ледового режима может повлиять на популяцию сига. Глубокие озера могут все больше истощаться кислородом. В Чесапикском заливе личинки полосатого окуня и окуня могут пострадать от воды, которая предлагает меньше корма из-за более ранних весенних температур. А местные виды рыб на континенте могут столкнуться с большей конкуренцией со стороны захватчиков из более южных стран.

«Эти выводы основаны на прогнозах, моделировании и возможных сценариях», — предупреждает Фрэнк Рахел из Университета Вайоминга. «Мы говорим о потенциальных эффектах, и есть большие неизвестные». Хотя особенности того, как рыбы будут реагировать на глобальное потепление, все еще остаются под вопросом, мало кто из исследователей сомневается в том, что рыбы сталкиваются с изменяющимся тепловым миром.Прошлым летом на собрании Американского рыболовного общества во время специального симпозиума, на котором исследователи сравнили мнения о влиянии изменения климата на рыболовство, сформировался консенсус. «Мы видим, — говорит Магнусон, — что исследователи со всей страны — Персидского залива, Крайнего Севера, Востока, Запада, Северной Атлантики, Северной части Тихого океана, Чесапика — теперь могут рассказать о том, как климат изменения влияют на рыбу или будут влиять на нее в будущем. Я думал, что мы можем жить в маленьком микрокосме перемен здесь, на озере Мендота. Но ни одна часть Северной Америки не ускользнет от него».

Потенциальные воздействия варьируются от первичных, связанных с температурой эффектов, до коварных вторичных и третичных возможностей. Учитывайте температуру воды. По мере повышения температуры воздуха температура многих ручьев, рек и озер соответственно повысится. Рахель обнаружила, что для форели с запада Скалистых гор результаты могут быть впечатляющими. Рахель и его аспирант Кристофер Келехер подсчитали, что повышение средней июльской температуры воздуха в регионе на 1 градус по Цельсию приведет к сокращению термически подходящей среды обитания форели в Скалистых горах на 17 процентов. Повышение температуры на 2 градуса по Цельсию уничтожит более трети. Потепление среднего июльского климата на 3 градуса по Цельсию — вполне в пределах диапазона многих метеорологических моделей — и половина подходящего ареала форели в Скалистых горах испарится до того, как сегодняшние первоклассники начнут получать социальное обеспечение.

«Это очень существенные потери для холодноводных видов», — признает Рахель. «Мы были удивлены высокими цифрами». Когда исследователи подготовили карты, показывающие будущее потенциальное распределение холодноводных рыб при повышении средней температуры воздуха в июле на 3 градуса по Цельсию, документ выглядел как кусок рваного кружева.

И природа оставшейся среды обитания вызывает такое же беспокойство, как и потеря среды обитания. По мере того, как местные холодноводные рыбы оттесняются все дальше и дальше вверх по склонам гор, популяции будут становиться все более фрагментированными и изолированными.Защитники природы уже обеспокоены находящимися под угрозой исчезновения популяциями форели Скалистых гор, такими как йеллоустонский головорез, головорез Бонневилля и находящаяся под угрозой исчезновения зеленая головорезная форель. С повышением температуры воды, объясняет Рахель, происходит не только потеря подходящей среды обитания, но и «притоки остаются болтаться в ландшафте, изолированные от других популяций, которые обычно обеспечивают смесь генетического материала. маленькие, изолированные популяции, они становятся уязвимыми перед исчезновением, как гаснут огни на рождественской елке».

Легко понять, что вода может стать слишком теплой для холодноводных рыб. Другие потенциальные последствия потепления климата гораздо менее очевидны. Через всю страну от этих ручьев Скалистых гор находится Чесапикский залив, один из крупнейших и наиболее продуктивных устьев рек в мире. Каждую весну из притоков залива вытекает большое количество пресной воды, принося прилив питательных веществ, который запускает серию цветений планктона — сначала цветение мельчайших плавающих растений или фитопланктона, а затем прилив крошечных животных организмов или зоопланктон, питающийся микроскопическими растениями. Миллионы личинок голодных рыб — полосатого окуня, белого окуня, менхадена, спота и других — зависят от определенных видов зоопланктона, но не одновременно, — говорит Роберт Вуд из Университета Мэриленда. Пятнистый и атлантический менхаден, например, зимой нерестятся далеко на прибрежном атлантическом шельфе. Их икра переносится в залив ветреными течениями и в виде голодных личинок попадает на речные питомники в марте и начале апреля. Полосатый окунь и белый окунь нерестятся в апреле и не превращаются в личинок, питающихся зоопланктоном, до мая и июня.

Но что, если зимы станут короче, а весна наступит раньше, как предполагают модели потепления климата? «Это дало бы преимущество прибрежным нерестящимся видам, таким как спот и менхаден, а не полосатому окуню и окуню», — объясняет Вуд, хотя и отмечает, что «ученые не могут быть уверены, какие костяшки домино упадут и когда. происходит весной, но вопрос времени этих процессов».

И как они соотносятся с другими последствиями глобального потепления. Вуд перечисляет ряд изменений, которые могут произойти с заливом. В сочетании с глобальным потеплением происходит повышение уровня моря, что приведет к поглощению приливных водно-болотных угодий, которые служат местами размножения таких разнообразных рыб, как мумихог и пятнистая форель. Повышение температуры воды может вытеснить холодноводные виды, такие как мягкие моллюски и полосатый окунь, хотя некоторые промыслы могут выиграть от более теплого Чесапикского залива. Количество коричневых и розовых креветок может увеличиться. Синие крабы, как правило, лучше переносят теплую зиму. «Но мы недостаточно знаем, чтобы предсказать конкретную реакцию экосистемы на глобальное изменение климата в Чесапикском заливе», — говорит Вуд. «Это похоже на паутину. Разорвите некоторые связи, и мы не уверены, какие части экосистемы деградируют. Но ясно, что каскадные эффекты могут изменить экосистему способами, которые мы не можем предвидеть прямо сейчас».

Изменения в некоторых экосистемах уже видны, если вы посмотрите так пристально и так далеко, как Джон Магнусон из Висконсина. В 2000 году Магнусон возглавил международную исследовательскую группу, которая обнаружила доказательства того, что озера и реки в Северном полушарии замерзают в среднем почти на девять дней позже и оттаивают на десять дней раньше, чем полтора века назад. Этот вывод был сделан на основе изучения записей со всего мира, в том числе журналов судоходства компании Гудзонова залива и дат замораживания древних японских религиозных объектов.В одном интригующем случае фигуру Мадонны переносили через озеро на границе Германии и Швейцарии каждый год, когда озеро замерзало еще в девятом веке, что давало опытным исследователям набор данных об общем ледяном покрове.

«Лед очень чувствителен к изменениям климата, как и рыба», — объясняет Магнусон. Но что еще более важно, ледовые записи обеспечивают более длительный учет, чем обычная статистика рыболовства. Тенденции, которые могут не проявляться в исследованиях, изучающих данные из года в год или даже из десятилетия в десятилетие, могут проявиться, когда временная шкала расширена до столетия или более. «Рыбаки видят изменения в поведении рыб на протяжении всей своей жизни, поэтому они знают, что рыбы очень чувствительны к изменению и изменчивости климата», — говорит Магнусон. «Но самые большие изменения — это долгосрочные сдвиги, хотя их труднее наблюдать».

Изменение режима ледяного покрова озер и рек может воздействовать на рыб через скрытые воздействия второго порядка точно так же, как потепление Чесапикского залива может изменить экологию рыб. Магнусон говорит, что в бухте Гранд-Траверс на озере Мичиган сиг плохо вылупляется в те годы, когда ледового покрова относительно мало. «Льда нет, а зимние ветры мутят воду, перемешивая ее», — объясняет он. «Когда поверхность воды замерзает, яйца безопасно сидят на дне в очень неподвижной среде».

Еще одним потенциальным воздействием может стать изменение стратификации озерных вод. Летом более теплая вода оседает на вершинах озер, а более холодная оседает на дне. Эти более прохладные воды являются термальным убежищем для многих холодноводных рыб, таких как озерная форель, сиг и лосось. По словам Магнусона, если озера покрыты льдом на более короткие периоды времени, вегетационный период удлиняется, и изолированные глубокие воды рискуют остаться без кислорода. «Форель, сиг и лосось, которые нуждаются в этих убежищах в прохладной воде, пострадают».

Исследователи говорят, что эти эффекты сигнализируют об изменении парадигмы для менеджеров рыболовства.«Мы всегда предполагали, что рыболовная деятельность человека является основным регулятором изобилия рыболовства», — объясняет Магнусон. Но эти новые исследования показывают, что изменение и изменчивость климата существенным образом влияют на популяции рыб. То, как люди управляют рыбой, должно измениться. При промысле лосося на северо-западе Тихого океана и в Канаде коэффициент вылова определенных запасов лосося обычно достигает 60–80 процентов от общей популяции. «Мы занимаемся промыслом лосося в течение 50 лет, принимая решения, основанные на найме людей и производстве морепродуктов», — объясняет Ричард Бимиш из Fisheries and Oceans Canada. «Люди предполагали, что уровень рыболовства был настолько высок, а океан настолько огромен, что океанская среда даже не была проблемой». Теперь такие исследователи, как Бимиш, утверждают, что влияние климата на океан так же важно, как и воздействие рыболовства.

Бимиш недавно проанализировал показатели вылова горбуши, кеты и нерки, чтобы увидеть, как популяции рыб реагируют на значительные изменения погодных условий в Тихом океане. Нанося на карту температуру поверхностных вод, атмосферную циркуляцию зимних ветров и изменения в Алеутской низине (главной зимней погодной системе северной части Тихого океана), Бимиш узнал, что запасы тихоокеанского лосося резко реагировали на четыре основных изменения этих погодных индексов — в 1947, 1977, 1989 годах. и 1998 г. В некоторых случаях эти «сдвиги режима», как их называет Бимиш, привели к увеличению численности лосося. В других популяции рыб рухнули. В 1985 и 1986 годах были подсчитаны самые высокие общие уловы в истории промысла лосося в Канаде, около 105 600 тонн в каждый из этих лет. После последнего крупного климатического сдвига в регионе в 1998 году общий улов составил всего 25 500 тонн. В прошлом году он упал еще ниже, до 7500 тонн, что является самым низким показателем в истории.

Механизм того, как лосось реагирует на такие изменения, еще не совсем понятен.Но признание того, что численность лосося колеблется в зависимости от динамики погодных условий в Тихом океане, говорит Бимиш, является важным первым шагом к объединению ученых и руководителей рыбного хозяйства. «Теперь мы должны научиться учитывать последствия изменения климата в наших стратегиях управления популяциями рыб», — говорит Бимиш.

Это долгожданное морское изменение. В течение многих лет ученые, обеспокоенные влиянием климата на популяции рыб, ощущались как голоса, вопиющие в далеких пустынях. Больше никогда. И если мысль о ловле мелкоротого окуня в реке, где когда-то водилась головорезная форель из Вайоминга, вызывает беспокойство, то, по крайней мере, признание этого факта придаст сил руководителям рыболовных промыслов. «Хорошая сторона, — говорит Роберт Вуд, — заключается в том, что теперь мы признаем, что изменение климата может иметь серьезные последствия для рыболовства».

Приоритет ФНБ

Объединение усилий для спасения рыбы

Национальная федерация дикой природы недавно сформировала стратегическое партнерство с Американским рыболовным обществом, научной группой из Мэриленда. Обе организации работают над поощрением исследований изменения климата и его влияния на рыболовство, а также доводят результаты этих исследований до сведения общественности. Они также стремятся помочь лицам, принимающим решения, в разработке стратегий по преодолению воздействия изменения климата на водные экосистемы и поощрять общественную поддержку таких стратегий. Для получения дополнительной информации по этому вопросу см. www.fisheries.org или www.nwf.org/climate.

Писатель Т. Эдвард Никенс надеется, что никогда не поймает тилапию в родных водах Северной Каролины. Иллюстрации рыб, сделанные художником из Канзас-Сити Джо Томеллери, опубликованы более чем в 200 публикациях.