Як зміна клімату впливає на морські екосистеми в матеріалах класу та навколишньому середовищі
Зміни клімату, що спостерігаються в даний час, в основному спричинені збільшенням концентрації парникових газів, таких як CO2 в атмосфері. Це також впливає на моря. Виникнення різних видів змінюється, і ці зміни часто впливають на весь процес в уражених екосистемах.
Належить:
Коралові рифи у всьому світі знаходяться під загрозою зміни клімату, наприклад, Великий Бар’єрний риф в Австралії, який є об’єктом всесвітньої природної спадщини - різні ЗМІ повідомляють про це вже кілька років. На великих територіях Великого Бар’єрного рифу за останні роки кілька разів відбувалося так зване відбілювання коралів. Кажуть, що основною причиною загибелі коралів є підвищення температури води, спричинене зміною клімату. Інші екосистеми в морях також зазнають ризику, в тому числі в Північному та Балтійському морях. Там можна помітити, серед іншого, що окремі види мігрують у прохолодніші води через більш високі температури води, тоді як види з теплих регіонів додаються.
Як зростаюча частка парникових газів в атмосфері пов'язана з умовами життя у воді? Як впливають зміни клімату на океани та які наслідки для морських екосистем?
Чому зміни стосуються екосистем та людей?
Зміни клімату, що спостерігаються в даний час, в основному спричинені збільшенням концентрації парникових газів, таких як CO2 в атмосфері. Це призводить до підвищення середньої глобальної температури в шарах повітря поблизу земної поверхні. Це також впливає на моря:
- Підвищення температури в атмосфері також зігріває воду біля поверхні.
- СО2 розчиняється у воді і призводить до закислення морів.
- Рівень моря підвищується, оскільки крижані маси гірських льодовиків та великі крижані покриви Гренландії та Антарктиди тануть. Крім того, розігріта морська вода розширюється і тим самим підвищує рівень моря.
Як результат, умови життя в морі та на узбережжі змінюються у всьому світі. Підвищення температури, зокрема, вже змінило появу різних видів. Деякі популяції - тварини або рослини виду, що мешкають на певній території - стають меншими або можуть зникнути, завдяки чому біорізноманіття в океанах зменшується. Інші популяції можуть збільшуватися або їх ареал може змінюватися. Наприклад, окремі види риб мігрують у прохолодніші морські райони, коли море занадто сильно нагрівається в попередній зоні поширення. Такі зміни в окремих видах часто впливають на всі процеси в уражених екосистемах, наприклад, на харчові відносини або просторову конкуренцію.
Перерозподіл видів та зменшення морського різноманіття також впливають на так звані екосистемні послуги. Крім усього іншого, важливі засоби до існування людей можуть загрожувати, якщо, наприклад, продуктивність рибної промисловості падає. Мори дають їжу багатьом людям по всьому світу. Інші екосистемні послуги в морях і узбережжях також порушені, такі як захист узбережжя через скорочення мангрових лісів та збільшення ураганів.
На узбережжя як середовище існування впливають також зміни клімату. Підвищення рівня моря все частіше призводить до повені та ерозії в низинах, що вже впливає на тварин і рослини, а також на людські поселення та міста на узбережжі.
Як зміна клімату впливає на умови життя в морі?
Зміна клімату спричинила підвищення середньої глобальної температури в атмосфері біля земної поверхні. Це також призвело до тепла океану. Її вода зберігає переважну більшість енергії, яка додатково надходила до кліматичної системи Землі через зростання парникових газів. На воду поблизу поверхні особливо впливає підвищення температури. Верхні 75 метрів стали теплішими на 0,11 градуса Цельсія за десятиліття в середньому за світовим періодом з 1971 по 2010 рік.
Збільшення кількості СО2 в атмосфері підкислило океан. Морська вода поглинає СО2 з атмосфери. Там утворюється вуглекислота. Якщо ця сполука руйнується, значення рН води змінюється, і вона стає більш кислою. Таким чином, рН приповерхневої морської води зменшився на 0,1 з початку індустріальної ери. Це відповідає збільшенню кислотності на 26 відсотків.
Підкислення є особливою проблемою для морських мешканців, які утворюють вапняні черепашки (з карбонату кальцію). До них належать, наприклад, корали і черепашки. Коли значення рН падає, їм стає важче нарощувати черепашки або скелети. Оскільки для того, щоб мати змогу будувати свої вапняні скелети, коралам потрібні певні молекули (карбонатні іони) з морської води. Концентрація цих молекул залежить від значення рН води, яке, в свою чергу, пов'язане із вмістом СО2 в атмосфері. СО2 розчиняється у воді і утворює там вугільну кислоту, яка знижує значення рН: вода стає «кислотнішою», а концентрація карбонатних іонів зменшується.
Підвищення температури в океані може також збільшити появу так званих мертвих зон. Це означає райони зі зниженим рівнем кисню. Вони виникають в результаті надмірного запліднення, спричиненого надходженням поживних речовин та наслідком надмірного росту рослин (наприклад, цвітіння водоростей). Надмірне дихання та загибель та гниття цих водних рослин виснажують океан кисню. Більш високі температури прискорюють метаболізм істот у морі і, отже, поглинання ними кисню.
Таким чином зміна клімату впливає на різні фактори, які, в свою чергу, впливають на умови життя в морі. Біологічне різноманіття середовища існування в морі, серед іншого, залежить від абіотичних факторів, таких як температура води, частота світла та концентрація поживних речовин. Існують також біотичні фактори: взаємозв'язок між окремими видами та особами. Типи спільноти більш-менш залежать один від одного.
Важливими взаємозв'язками є харчові мережі - наприклад, відносини хижак - здобич - і конкуренція за обмежені ресурси. Основою харчової павутини в морі є фітопланктон, що складається з водоростей і бактерій. Разом із зоопланктоном, таким як криль, він є основним джерелом їжі для багатьох риб, птахів та морських ссавців. Будь-яка зміна одного виду може вплинути на інших членів харчової мережі. Наслідки кліматичних змін передаються, так би мовити, "знизу вгору" - від планктону до риб морським птахам та морським ссавцям.
Що відбувається на Великому Бар'єрному Рифі?
Прикладом впливу змін морських умов життя є розвиток Великого Бар’єрного рифу в Австралії, найбільшого коралового рифу у світі.
Коралові рифи - це найбільші споруди на землі, створені живими істотами. Корали - це книдарії, які утворюють вапно - і завдяки їх зростанню можуть утворювати рифи.
Такі тропічні коралові рифи, як Великий Бар'єрний риф в Австралії, мають величезну різноманітність видів тварин і рослин. Риби та інші морські тварини, які там живуть, сприяють харчуванню багатьох мільйонів людей.
Коралові рифи особливо загрожують підвищенню температури води. Корали живуть в симбіозі з певними видами водоростей. Ці водорості надають коралам їх чудових кольорів. Якщо температура води підвищується, симбіоз може руйнуватися. Водорості виганяються з коралової тканини. Потім з’являється біла вапнякова оболонка, в якій живуть книдарі. Це відоме як відбілювання коралів. Якщо відбілювання відбувається протягом тривалого періоду часу, корали можуть загинути, а вся екосистема рифу може зруйнуватися. Іншими факторами стресу для коралових рифів є зміни значення рН, тобто закислення океану та забруднення морського середовища.
Масштабне вибілювання коралів спостерігається з 1980-х років. Відбілювання коралів відбулося на Великому Бар'єрному рифі в 1998, 2002 та 2015/2016 та 2017 роках. Основною причиною була незвично висока температура моря в ці періоди.
Розвиток у Північному та Балтійському морях
На кліматичні зміни впливають також екосистеми Північного та Балтійського морів. Північне та Балтійське моря особливо швидко нагріваються, оскільки вони порівняно неглибокі порівняно з іншими морями.
З одного боку, підвищення температури води призводить до імміграції теплолюбних видів, які спочатку не є вихідцями з Північного та Балтійського морів. З іншого боку, місцеві види мігрують у більш холодні води на півночі. Крім того, значення рН також змінюється в Північному та Балтійському морях, і тут також підкислення є проблемою для кальцифікуючих організмів. Це постраждало й від інших живих істот. Коли вода стає більш кислою, багатьом видам потрібно більше енергії для регулювання своїх функцій організму. Потім зусилля впливають, серед іншого, на стійкість до інших забруднень навколишнього середовища. Однак додатковий розчинений CO2 може принести користь деяким видам, таким як морські водорості та синьо-зелені водорості.
Тихоокеанська устриця, яку інтродукували люди, поширилася в Північному морі за останні кілька десятиліть. Він був введений для розведення, тому самостійне поширення раніше вважалося малоймовірним через низьку температуру води взимку. У Ваденському морі вид все більше витісняє місцевих мідій, популяції яких також страждають від теплої зими. У той же час, місцеві види птахів качка-гайда та устриця не їдять цих кускових устриць, так що тут спостерігається вплив на харчові відносини всієї екосистеми.
Підвищення температури також негативно впливає на внутрішні запаси тріски. Взимку тріска потребує для нересту температури, якої вже неможливо досягти. У той же час теплолюбні види, такі як смугаста вуса або морський окунь, мігрують.
У Балтійському морі температура води зросла приблизно на два градуси Цельсія порівняно з попереднім століттям. Серед іншого, це призвело до розширення бідних мерзких зон.
У Балтійському морі існують особливі умови життя, оскільки солоність нижче. Балтійське море - це так зване солонувате море. Як солоноводні, так і прісноводні організми живуть там на межі відповідної толерантності. Тому екосистеми особливо вразливі до змін.
Водночас кліматичні зміни мають наслідки для умов існування видів риб тріски та кільки, які є загальними в Балтійському морі. Популяції обох видів різко змінилися за останні кілька десятиліть.
Однак, особливо у випадку з Балтійським морем, важко визначити чіткі причини змін. Окрім зміни клімату, на склад виду впливає надмірний вилов, внесення забруднюючих речовин та поживних речовин, а також судноплавство.
Як можна зміцнити екосистеми в морі?
Вплив зміни клімату на океани ілюструє необхідність загальних заходів із захисту клімату: Концентрація парникових газів в атмосфері повинна бути обмежена, щоб уповільнити кліматичні зміни та зберегти їх вплив у межах. Для морів особливо важливо, щоб держави обмежили зростання середніх глобальних температур нижче 1,5 градусів Цельсія, як було узгоджено в Паризькій угоді.
Другий напрямок дій - зміцнення стійкості морських екосистем, оскільки деяких наслідків зміни клімату сьогодні вже не можна уникнути. Загалом, морське життя також може пристосовуватися до змін у своїх середовищах проживання протягом тривалого періоду часу. Вирішальним фактором є те, чи може вид досить швидко адаптуватися до неминучих кліматичних змін. Це означає, що океани повинні бути захищені навіть краще, ніж раніше, наприклад, від надмірного надходження поживних речовин - у тому числі від сільського господарства - а також від забруднюючих речовин, а також від надходження сміття.
Оскільки кліматичні зміни є одним із кількох факторів стресу для морів. На екосистеми, серед іншого, вже чиниться тиск через надмірний вилов, надмірне запліднення, забруднення та знищення середовищ існування. Екосистеми можуть адаптуватися до змін лише в тому випадку, якщо вони залишаються цілими та стабільними в цілому. Часто використовується термін стійкість або стійкість.
Екологічна політика в Німеччині та на рівні ЄС поставила собі за мету досягнення хорошого екологічного стану для європейських морів та захист та збереження біологічного різноманіття. Серед іншого, це передбачено Рамковою директивою Європейської морської стратегії (MSFD) від 2008 р., Яка визначає 2020 рік для досягнення цілей. Відповідно до цього, слід зменшити шкідливий вплив поживних речовин та забруднюючих речовин, а також шум та сміття. Крім того, у формі так званої Спільної рибної політики держави-члени ЄС поставили собі за мету зробити риболовлю більш стійкою з метою збереження рибних запасів та морських екосистем у довгостроковій перспективі та зменшення негативного впливу риболовлі на морські екосистеми до мінімуму.
Морські заповідні зони також вносять важливий внесок у підвищення стійкості морських екосистем, перш за все, виключаючи діяльність людини, яка має негативні наслідки, або обмежуючи їх до стійкого рівня. Таким чином, вони дають можливість екосистемам розвиватися та відновлюватися природним шляхом. Для цього на основі Європейської директиви про фауну-флору та середовище існування (FFH-RL) Німеччина визначила заповідні території як частину Європейської мережі Natura 2000 як у зоні Всесвітньої спадщини Ваденського моря, так і в водах Німеччини за межами зони дванадцяти морських миль як частина Європейської мережі Natura 2000 Захист потрапив.