Warum Coral Island Hotspots existieren in ozeanischen Wüste

Produktivitäts-Hotspots in einem ansonsten nährstoffarmen Ozean. Hoher Anteil planktonfressender Fische an einem indopazifischen Korallenriff. Zafer Kizilkaya, CC BY-SAProduktivitäts-Hotspots in einem ansonsten nährstoffarmen Ozean. Hoher Anteil planktonfressender Fische an einem indopazifischen Korallenriff. Zafer Kizilkaya, CC BY-SA

Es war Charles Darwin, 200 Jahre fast vor, der zunächst gefragt, wie es, dass Korallenriffe könnten relativ kargen Teile des Pazifischen Ozeans gedeihen konnte. Dieses Rätsel wurde später als Darwins Paradox bekannt.

Eine Studie veröffentlicht diese Woche in Nature Communications hilft nur beantworten, wie Korallen Oasen in ozeanischen Wüsten existieren kann.

Die einfache Erklärung ist das Vorhandensein von mikroskopisch kleinen Wasserpflanzen, die als Phytoplankton bekannt sind. Die kompliziertere, wissenschaftliche Antwort - die fragt, warum Koralleninseln solch produktive Hotspots sind - wird als Island Mass Effect (IME) bezeichnet.

Die Ergebnisse der neuen Studie bieten Wissenschaftlern, die Meeresfischerei und Lebensräume wichtige Erkenntnisse darüber, wie Korallenriff Inselsysteme studieren so produktiv sein können, als Hotspots der Artenvielfalt handeln, die wiederum, Fischerei helfen bevölkern und Küstenschutz. Dieses Wissen kann helfen Ozean Managementpläne informieren, vor allem als Ökosysteme auf den Klimawandel reagieren.Korallen reef2 2 29Illustration des Island Mass Effect aus der neuen in Nature veröffentlichten Studie.

Der Insel-Masseneffekt (IME)

Die IME, zuerst beschrieben Der Botaniker Maxwell S. Doty und Kollegen von der University of Hawaii ist ein Phänomen, bei dem das Wachstum von Phytoplankton in der Nähe von Insel-Riff-Ökosystemen verstärkt wird.

Bisher alle Studien versuchen, die Gründe für den IME zu erklären haben, über kleine, geographisch begrenzten Bereichen, wie zum Beispiel eine einzelne Insel oder Korallenriff Gruppe geschehen.

Dies ist, wo die Nature Communications Der Hauptautor von Paper, Jamison Gove von der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), und seine Kollegen kommen herein.


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Ihre neue Studie ist die erste, die IME über das Ausmaß eines ganzen Ozean und diskutiert die Rolle von natürlichen und menschlichen Inselpopulationen auf Phytoplanktonwachstum zu beschreiben.

Das Team gemessen, wie viel Phytoplankton wuchs um kleine Inseln und Atolle in zweierlei Hinsicht. Sie verwendeten Satellitenbilder über einem Jahrzehnt und direkte schiffsgestützte Umfragen, um zu überprüfen, dass ihre Bild Schätzungen korrekt waren.

Der IME wurde gefunden nahezu allgegenwärtig zu sein, mit 91 Prozent der Korallenökosysteme untersuchten das Phänomen demonstriert, einige zeigen, so viel wie 86 Prozent mehr Phytoplankton-Biomasse im Vergleich zu den benachbarten Meeresgebieten.

Mit anderen Worten, Phytoplankton Koralleninsel Hotspots durch karge Landschaften Ozeane umgeben waren fast überall das Team sah.

Die höhere Rate von Phytoplanktonwachstum um die Koralleninseln wird von Nährstoffen verursacht, die von zerfall Rifftieren führen, Upwellings von nährstoffreichen kälteren Gewässern in Richtung der Oberfläche, die Mischeffekte von Wellen und Strömungen, und die Sedimentation von Landerosion. Es gibt auch Menschen stammenden Abflüsse aus der Landwirtschaft, Stadtentwicklung und Abwasser Eingänge, die alle Nährstoffe zu den Küstengewässern hinzuzufügen.

Wer kümmert sich um die IME oder Darwins Paradox?

Mikroskopische Phytoplankton eine überdimensionale Rolle in das Leben im Ozean spielen.

Indem sie die Sonnenenergie in Pflanzenwachstum umwandeln, sind sie ein wesentlicher Bestandteil in unseren Ozeanen und treiben die Struktur der Nahrungsnetze und letztlich die globalen Fischereierträge voran. Mehr Phytoplankton bedeutet auch mehr energiereiche Ressourcen für wichtige Rifforganismen, die die Architektur tropischer Korallenriffe bestimmen, die Schutz für benachbarte Küsten bieten.

Südliche Linieninseln. Hohe Produktivität bedeutet mehr Korallenwachstum und -abdeckung, was den Inselstaaten Küstenschutz und eine erhöhte Biodiversität und Abundanz bietet. Brian Zgliczynski - Scripps Institution für Meereskunde, San Diego, KalifornienSüdliche Linieninseln. Hohe Produktivität bedeutet mehr Korallenwachstum und -abdeckung, was den Inselstaaten Küstenschutz und eine erhöhte Biodiversität und Abundanz bietet. Brian Zgliczynski - Scripps Institution für Meereskunde, San Diego, KalifornienErhöhte Phytoplanktonspiegel sind jedoch nicht immer gute Nachrichten. Extreme Nährstoffanreicherungen durch Abfluss in Verbindung mit Landwirtschaft und anderen menschlichen Aktivitäten wurden nachgewiesen erhöhen Phytoplankton Biomasse auf ein Niveau, das Meer Bevölkerungsstrukturen vollständig zu ändern verursachen können. Ein hohes Maß an Nährstoffen haben auch zu Massensterben von empfindlicher, aber wichtige Spezies führte zusammen mit der Unterdrückung von Riffwachstum.

Durch die bessere, die Rolle des IME zu verstehen und seine Auswirkungen auf die Fischerei sowie die negativen Auswirkungen der hohen Menschen stammenden Nährstoffanreicherung, Inselstaaten können Meeresschutzbemühungen konzentrieren sich auf sicherzustellen, dass sie nicht überlasten lokalen Riffsysteme Vergangenheit solche Kipp-Punkte.

Die Zukunft der Koralleninseln

Es wird vorhergesagt, dass der Klimawandel die Meerestemperatur erhöht, was die Produktivität des Ozeans senken wird, indem er die Art und Weise ändert, wie sich unsere Ozeane um den Planeten bewegen und sich vermischen. Das IME wird daher ein immer wichtigeres Phänomen sein, wenn wir Pläne zur Unterstützung von Korallenriff-Ökosystemen in der Zukunft entwickeln, um Spannungen aus wärmeren Gewässern zu vermeiden.

Um die tropische Fischerei nachhaltig zu nutzen und sich weiterhin auf Korallenriffe zu verlassen, um Nearshore-Populationen zu schützen, sollte sich die Forschung darauf konzentrieren, die Prozesse zu verstehen, die Koralleninseln und Atoll-Hotspots der Produktivität ausmachen. Wir müssen tiefer in die Fragen eintauchen, die Darwin vor Jahren bei einigen 180 gestellt hat, während sie diese auf die heutigen globalen Ozeane angewandt und zukünftige Veränderungen vorhergesagt haben.

Boomende Produktivität im Palmyra Atoll, Zentralpazifik Der Mass Effect der Insel bringt riesige Fischerbelohnungen in einen sonst leeren Ozean. Gareth J Williams, Schule für Meereswissenschaften, Bangor University, UKBoomende Produktivität im Palmyra Atoll, Zentralpazifik Der Mass Effect der Insel bringt riesige Fischerbelohnungen in einen sonst leeren Ozean. Gareth J Williams, Schule für Meereswissenschaften, Bangor University, UK

Über den Autor

John AndrewAndrew Frederick Johnson, Postdoktorand der Meeresbiologie an der Scripps-Einrichtung der Ozeanographie, Universität von Kalifornien, San Diego. Die Forschung konzentriert sich auf die Auswirkungen der Seefischerei auf Fischpopulationen und Lebensräume. Seit Beginn seines Studiums der Meeresbiologie bei 2002 ist er viel gereist und hat mit neun verschiedenen Fischereien in sechs Ländern wertvolle Erfahrungen in einer Reihe von Fangmethoden und Managementstrategien gesammelt.

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