Как климатичните промени влияят върху морските екосистеми в клас материали и околна среда
Наблюдаваните в момента климатични промени се дължат главно на нарастващите концентрации на парникови газове като CO2 в атмосферата. Това засяга и моретата. Появата на различни видове се променя и тези промени често оказват влияние върху целия процес в засегнатите екосистеми.
Принадлежи на:
Кораловите рифове по света са изложени на риск от изменението на климата, като Големия бариерен риф в Австралия, който е обект на световното наследство - различни медии съобщават за това от няколко години. В големи райони на Големия бариерен риф през последните години няколко пъти се е случвало така нареченото избелване на корали. Твърди се, че основната причина за загиването на коралите е повишаването на температурата на водата, причинено от изменението на климата. Други екосистеми в моретата също са изложени на риск, включително тези в Северното и Балтийско море. Там може да се забележи, наред с други неща, че отделни видове мигрират към по-студени води поради по-високите температури на водата, докато се добавят видове от по-топлите райони.
Как е нарастващият дял на парниковите газове в атмосферата свързан с условията на живот във водата? Как климатичните промени засягат океаните и какви са последиците за морските екосистеми?
Защо промените са от значение за екосистемите и хората?
Наблюдаваните в момента климатични промени се дължат главно на нарастващите концентрации на парникови газове като CO2 в атмосферата. Това води до повишаване на средната глобална температура във въздушните слоеве близо до земната повърхност. Това засяга и моретата:
- Повишаването на температурата в атмосферата също затопля водата близо до повърхността.
- CO2 се разтваря във вода и води до подкисляване на океаните.
- Нивото на морето се повишава, тъй като ледените маси на планинските ледници и големите ледени покрива на Гренландия и Антарктида се топят. В допълнение, затоплената морска вода се разширява и по този начин повишава морското равнище.
В резултат на това условията на живот в морето и по бреговете се променят в световен мащаб. По-специално повишаването на температурата вече е изместило появата на различни видове. Някои популации - животните или растенията от даден вид, които живеят в определена зона - стават все по-малки или биха могли да изчезнат, така че биологичното разнообразие в океаните намалява. Други популации могат да се увеличат или техният обхват може да се промени. Например, отделни видове риби мигрират към по-хладни морски райони, когато морето се затопля твърде много в предишната си зона на разпространение. Такива промени в отделните видове често оказват влияние върху цялостните процеси в засегнатите екосистеми, например върху хранителните отношения или пространствената конкуренция.
Преразпределението на видовете и намаляването на морското разнообразие също оказват влияние върху така наречените екосистемни услуги. Наред с други неща, важен поминък на хората може да бъде застрашен, ако например производителността на риболовната индустрия спадне. Моретата осигуряват храна за много хора по света. Други екосистемни услуги в моретата и бреговете също са нарушени, като например защита на крайбрежието поради свиването на мангровите гори и увеличаването на ураганите.
Бреговете като местообитание също са засегнати от изменението на климата. Повишаването на морското равнище все повече причинява наводнения и ерозия в ниско разположените райони, което вече оказва влияние върху животните и растенията, както и върху човешките селища и градове на брега.
Как климатичните промени влияят на условията на живот в морето?
Изменението на климата доведе до повишаване на средната глобална температура в атмосферата в близост до земната повърхност. Това също е причинило затопляне на океана. Водата му съхранява по-голямата част от енергията, която допълнително е била доставяна към земната климатична система поради повишаването на парниковите газове. Водата в близост до повърхността е особено засегната от повишаването на температурата. Горните 75 метра станаха по-топли с 0,11 градуса по Целзий на десетилетие в средна глобална стойност от 1971 до 2010 г.
Увеличението на количеството CO2 в атмосферата е подкислило океана. Морската вода абсорбира CO2 от атмосферата. Там се образува въглеродна киселина. Ако това съединение се разпадне, стойността на pH на водата се променя и тя става по-кисела. По този начин рН на морската вода в близост до повърхността е намаляла с 0,1 от началото на индустриалната ера. Това съответства на повишаване на киселинността с 26 процента.
Подкисляването е особено проблем за морския живот, който образува варовити черупки (направени от калциев карбонат). Те включват например корали и черупки. С падането на стойността на рН за тях става по-трудно да изграждат черупки или скелети. Защото, за да могат да изградят варовити скелети, коралите се нуждаят от определени молекули (карбонатни йони) от морската вода. Концентрацията на тези молекули зависи от стойността на pH на водата, което от своя страна е свързано със съдържанието на CO2 в атмосферата. CO2 се разтваря във водата и образува там въглеродна киселина, която понижава стойността на рН: Водата става „по-кисела“ и концентрацията на карбонатни йони намалява.
Повишаването на температурите в океана може също да увеличи появата на така наречените мъртви зони. Това означава области с намалени нива на кислород. Те възникват в резултат на прекомерно наторяване, причинено от навлизането на хранителни вещества и произтичащия от това прекомерен растеж на растенията (напр. Цъфтеж на водорасли). Прекомерното дишане и смъртта и гниенето на тези водни растения изчерпват океана на кислорода. По-високите температури ускоряват метаболизма на съществата в морето и по този начин усвояването на кислород.
По този начин различни фактори се влияят от изменението на климата, което от своя страна влияе върху условията на живот в морето. Биологичното разнообразие на местообитанията в морето зависи, наред с други неща, от абиотични фактори като температурата на водата, честотата на светлината и концентрацията на хранителни вещества. Съществуват и биотични фактори: взаимовръзките между отделните видове и особеностите. Видовете общност са повече или по-малко зависими един от друг.
Важни взаимовръзки са хранителните мрежи - например взаимоотношенията хищник и плячка - и съревнованието за ограничени ресурси. Основата на хранителната мрежа в морето е фитопланктон, състоящ се от водорасли и бактерии. Заедно със зоопланктон като крил, той е основният източник на храна за много риби, птици и морски бозайници. Всяка промяна в един вид вероятно ще окаже влияние върху останалите членове на хранителната мрежа. Последиците от изменението на климата се предават "отдолу нагоре", така да се каже - от планктон до риба на морски птици и морски бозайници.
Какво се случва на Големия бариерен риф?
Пример за въздействието на променящите се морски условия на живот е развитието на Големия бариерен риф в Австралия, най-големият коралов риф в света.
Кораловите рифове са най-големите структури на земята, създадени от живи същества. Коралите са книдарии, които образуват вар - и чрез растежа си могат да образуват рифове.
Тропическите коралови рифове като Големия бариерен риф в Австралия имат огромно разнообразие от животински и растителни видове. Рибите и другите морски животни, които живеят там, допринасят за храненето на много милиони хора.
Кораловите рифове са особено застрашени от повишаването на температурата на водата. Коралите живеят в симбиоза с определени видове водорасли. Тези водорасли придават на коралите своите великолепни цветове. Ако температурата на водата се повиши, симбиозата може да се разпадне. Водораслите се изхвърлят от кораловата тъкан. След това се разкрива бялата варовикова обвивка, в която живеят книдариите. Това е известно като избелване на корали. Ако избелването се случи за дълъг период от време, коралите могат да загинат и цялата рифова екосистема може да се срути. Други фактори на стрес за кораловите рифове са промените в стойността на pH, т.е.окисляването на океана и замърсяването на морската среда.
Мащабно избелване на корали се наблюдава от 80-те години на миналия век. Избелването на корали се е случило на Големия бариерен риф през 1998, 2002 и 2015/2016 и 2017. Основната причина бяха необичайно високите температури на морето през тези периоди.
Развитието в Северно и Балтийско море
Екосистемите в Северното и Балтийско море също са засегнати от изменението на климата. Северното и Балтийско море се затоплят особено бързо, тъй като са сравнително плитки в сравнение с други морета.
От една страна, повишаването на температурата на водата води до имиграция на любители на топлината, които първоначално не са местни в Северното и Балтийско море. От друга страна, местните видове мигрират към по-студените води на север. В допълнение, стойността на рН се променя и в Северно и Балтийско море; и тук подкисляването е проблем за калцифициращите организми. Засегнати са и други живи същества. Когато водата стане по-кисела, много видове се нуждаят от повече енергия, за да регулират функциите на тялото си. След това усилията засягат, наред с други неща, устойчивостта на други замърсявания на околната среда. Допълнителният разтворен CO2 обаче може да бъде от полза за някои видове, като водорасли и синьо-зелени водорасли.
Тихоокеанската стрида, въведена от хората, се е разпространила в Северно море през последните няколко десетилетия. Той е въведен за разплод, независимо разпространение по-рано се е смятало за малко вероятно поради ниските температури на водата през зимата. Във Вадденово море видът все повече измества местните миди, чиито популации също страдат от топлите зими. В същото време местните птичи видове паяк и стриди не ядат тези буци, растящи стриди, така че тук се наблюдават ефекти върху хранителните отношения на цялата екосистема.
Повишаването на температурите също оказва отрицателно въздействие върху местните запаси от атлантическа треска. През зимата треската се нуждае от температури за хвърляне на хайвера, които вече не могат да бъдат достигнати. В същото време топлолюбиви видове като раираната мряна или лавракът мигрират.
В Балтийско море температурата на водата се е увеличила с около два градуса по Целзий в сравнение с предишния век. Наред с други неща, това доведе до разширяване на бедните с кислород мъртви зони.
В Балтийско море има специални условия на живот, тъй като солеността е по-ниска. Балтийско море е така нареченото солено море. Както солените, така и сладководните организми живеят там в границите на съответната си толерантност. Следователно екосистемите са особено податливи на промени.
В същото време климатичните промени имат последици за условията на живот на рибните видове треска и цаца, които са често срещани в Балтийско море. Популациите на двата вида са се променили драстично през последните няколко десетилетия.
Въпреки това, особено в случая с Балтийско море, е трудно да се установят ясни причини за промените. В допълнение към изменението на климата, прекомерният риболов, влагането на замърсители и хранителни вещества и корабоплаването също влияят върху състава на видовете.
Как могат да бъдат укрепени екосистемите в морето?
Ефектите от изменението на климата върху океаните илюстрират необходимостта от общи мерки за опазване на климата: концентрацията на парникови газове в атмосферата трябва да бъде ограничена, за да се забави изменението на климата и да се запазят неговите ефекти в рамките. За моретата най-важното е държавите да ограничат повишаването на средните глобални температури под 1,5 градуса по Целзий, както е договорено в Парижкото споразумение.
Втората област на действие е да се засили устойчивостта на морските екосистеми, тъй като някои от последиците от изменението на климата днес вече не могат да бъдат избегнати. Като цяло морският живот също може да се адаптира към промените в техните местообитания за дълги периоди от време. Решаващият фактор е дали видът може да се адаптира достатъчно бързо към неизбежните климатични промени. Това означава, че океаните трябва да бъдат защитени дори по-добре от преди, например от прекомерно количество хранителни вещества - включително от селското стопанство - както и от замърсители, но също и от влагането на боклук.
Тъй като изменението на климата е един от няколкото стресови фактора за моретата. Екосистемите вече са подложени на натиск от прекомерен риболов, пренаторяване, замърсяване и унищожаване на местообитанията, наред с други неща. Екосистемите могат да се адаптират към промените само ако останат непокътнати и стабилни като цяло. Често се използва терминът устойчивост или устойчивост.
Екологичната политика в Германия и на ниво ЕС си е поставила за цел да постигне добър екологичен статус за европейските морета и да опази и съхрани биологичното разнообразие. Наред с други неща, това е предвидено в Рамковата директива за европейската морска стратегия (MSFD) от 2008 г., която определя 2020 г. за постигане на целите. Според това трябва да се намалят вредните ефекти на влаганите хранителни вещества и замърсители, но също така и шумът и боклукът. Освен това, под формата на така наречената Обща политика в областта на рибарството, държавите-членки на ЕС са си поставили за цел да направят риболова по-устойчив, за да се запазят рибните запаси и морските екосистеми в дългосрочен план и да се намалят негативните ефекти от риболова върху морските екосистеми до минимум.
Защитените морски зони също имат важен принос за повишаване на устойчивостта на морските екосистеми, като преди всичко изключват човешките дейности, които имат отрицателни ефекти, или ги ограничават до устойчиво ниво. По този начин те дават възможност на екосистемите да се развиват и регенерират естествено. Въз основа на Европейската директива за фауната-флората и местообитанията (FFH-RL) Германия е определила защитени зони като част от европейската мрежа Натура 2000 както в зоната на Световното наследство на Вадново море, така и в германските води извън зоната на дванадесетте морски мили като част от Европейската мрежа на Натура 2000 Защитен удар.