En ny studie som leds av forskare vid William &Marys Virginia Institute of Marine Science kopplar en långsiktig nedgång i Chesapeake Bays ålegrässängar till både försämrad vattenkvalitet och stigande sommartemperaturer. Det visar också att förlust av livsmiljö och andra fördelar som ålgräs ger kommer att bli en häpnadsväckande ekologisk och ekonomisk kostnad.

Ledande forskare Jonathan Lefcheck, en postdoktoral forskare från VIMS, säger "Inte bara har vi förlorat en enorm ekologisk resurs, det har varit verkliga ekonomiska och rekreationella konsekvenser för buktområdets nästan 20 miljoner invånare. Blå krabba fiske, till exempel, har förmodligen tappat ett år eller mer fångst baserat på mängden ålegräs som vi redan har tappat. För silver abborre, det är 10-20 år. I alla, Vi uppskattar den potentiella ekonomiska kostnaden för medborgarna till 1-2 miljarder dollar. "

Studien-baserad på en jämförelse av VIMS 31-åriga rekord av havsgräsmängder och Chesapeake Bay-programmets långsiktiga rekord av vikvattenkvalitet-dök upp i 3 februari-numret av Global förändringsbiologi . Medförfattare inkluderar professor Robert "JJ" Orth och forskaren David Wilcox från VIMS, Rebecca Murphy från University of Maryland Center for Environmental Science och Scott Marion från Oregon Department of Fish &Wildlife.

Teamets resultat bekräftar en långvarig hypotes som minskar i ålgräs som härrör från minskad klarhet i vattnet, som i sin tur härrör från ökningar av mänskliga aktiviteter som leder till näringsföroreningar och sedimentavrinning.

Orth, som initierade VIMS årliga Seagrass Monitoring and Assessment Program på VIMS 1984, säger, "Det är ett klassiskt fall av" livsmiljöpressning ". Minskande klarhet i vattnet har halverat ålegrässkiktet i djupare bäddar under de senaste två decennierna, så att medeldjupet av ålegrässängar nu är nästan 5 tum grundare. "

Det låter kanske inte så mycket, men med tanke på Chesapeake Bays svagt sluttande botten, en 5-tums förändring innebär att vikens ålgräsbäddar har dragit sig mer än 500 fot i land sedan 1984. Faktum är att säger Orth, det är nu sällsynt att ålgräs växer i vatten djupare än cirka 3 fot i Chesapeake Bay.

På samma gång, analysen avslöjar att tätare värmeböljor påverkar ålgräsbestånd även i dessa områden med grunt vatten. De mest extrema temperaturrelaterade förlusterna observerades 2006, när ålegräs minskade med 58 procent efter den svällande sommaren 2005, och 2011, när VIMS -teamet uppvisade en nedgång på 41 procent efter den ångande sommaren 2010.

En ljuspunkt är att ålegräs för närvarande kan återhämta sig snabbt efter dessa kraftiga nedgångar. Året efter återbetalningen 2005-6, ålgräsytan ökade med 55 procent, och hade 2009 nått en total täckning som översteg det som observerades strax innan återbetalningen ägde rum. En liknande rebound skedde efter 2010-11, med ålegräs som återvänder till arealen före döden på mindre än två år.

Forskarna varnar, dock, att framtida återhämtningar är mycket mindre säkra med tanke på nuvarande trender mot grumligare, varmare vatten. De betonar också att deras analys fokuserar på ålgräs. Andra havsgräs under vattnet, widgeongrass i synnerhet, har upplevt den senaste tidens ökning av vikten. Men widgeongrass är känt för boom-bust-cykler som snabbt kan vända dessa vinster, och är osannolikt att ersätta de ekosystemtjänster som ålgräs tillhandahåller på grund av dess olika tillväxtvanor och begränsning till färskare vatten.

En varm och grumlig framtid

"Våra observationer tyder på att ålegräs svarar på två huvudfaktorer, "säger Orth." Minskande vattenklarhet har gradvis minskat ålegräsens täckning under de senaste två decennierna, främst i djupare sängar där brist på ljus redan begränsar tillväxten. I grunda sängar, det är mer att värmeböljor stressar växterna, vilket leder till de skarpa droppar vi har sett de senaste somrarna. "

Men det är den kombinerade effekten av dessa två faktorer som ger forskarna deras största oro. Säger Lefcheck, "Minskande av klarhet plus dessa varma somrar är en riktig dubbelsvamp för ålegräs." Det beror på att ålegräs - som redan behöver mer ljus för att överleva än relaterade markväxter - kräver ännu mer ljus när vattentemperaturen stiger.

"I själva verket, "säger Orth, "varje höjning av vattentemperaturen gör att ålgräsväxter växer grundt till ljusförhållanden som liknar dem som redan till stor del har eliminerat deras kohorter med djupare vatten."

Teamets analys visar att den genomsnittliga vattentemperaturen på sommaren i nedre Chesapeake Bay redan har ökat med mer än 2 grader Fahrenheit sedan 1984 - från 76,8 till 79,5 F - och att frekvensen av extrema varma stavar med vattentemperaturer över 82 F har fördubblats i Senaste decenniet. När den globala uppvärmningen fortsätter att höja områdets vattentemperaturer - en försiktig uppskattning är ytterligare 3,5 F -ökning år 2040 - förutspår teamet ytterligare 38 procents nedgång i ålegräsens täckning. Och om vattnet klarhet följer dess nuvarande nedåtgående bana under de kommande 30 åren, ålegräs skulle minska ytterligare 84 procent. När både minskande klarhet och uppvärmning övervägs, säger forskarna, de förutspådda temperaturökningarna och grumligheten skulle resultera i en förlust på 95 procent av ålgräs - en nästan total utrotning.

För att bekämpa denna nedåtgående trend, forskarna uppmanar resurshanterare och beslutsfattare att bygga in erkännande av global uppvärmning i sina ledningsstrategier.

"Vi föreslår att chefer måste öka sina vattenkvalitetsmål på lokal och regional nivå för att kompensera förluster orsakade av globala faktorer utanför deras omedelbara kontroll, säger Orth.

"Vår analys tyder på att ålegräs fortfarande kan bestå inför måttliga temperaturstegringar, om vattnet förblir klart nog "tillägger Lefcheck." Men det kommer bara att hända om chefer antar ett integrerat perspektiv, och fortsätta med sina ansträngningar för att begränsa insatserna i viken. "

Finansiering för studien kommer från U.S. Environmental Protection Agency:s Chesapeake Bay -program, NOAA:s Virginia Coastal Program, Virginia Department of Environmental Quality och Maryland Department of Natural Resources.

Undervattensgräs är avgörande för vikens ekosystem. De tillhandahåller livsmiljöer och plantskolor för fisk och blå krabbor, tjäna som mat för djur som sköldpaddor och sjöfåglar, rensa vattnet genom att minska vågverkan, ta upp överflödiga näringsämnen, och minska strandens erosion. De är också ett utmärkt mått på vikens övergripande tillstånd eftersom deras hälsa är nära kopplad till vattenkvaliteten.