Korallrev anses vara ett av de mest hotade ekosystemen på planeten och dör i oroväckande takt runt om i världen. Forskare tillskriver korallblekning och i slutändan massiv koralldöd till ett antal miljöstressorer, särskilt, värmande vattentemperaturer på grund av klimatförändringar.

En studie publicerad i den internationella tidskriften Marinbiologi , avslöjar vad som verkligen dödar korallreven. Med 30 år av unik data från Looe Key Reef i nedre Florida Keys, forskare från Florida Atlantic Universitys Harbor Branch Oceanographic Institute och medarbetare har upptäckt att problemet med korallblekning inte bara beror på en uppvärmning planet, men också en planet som samtidigt berikas med reaktivt kväve från flera källor.

Felaktigt behandlat avloppsvatten, gödningsmedel och matjord höjer kvävenivåerna, som orsakar fosforsvält i korallerna, minska deras temperaturtröskel för "blekning". Dessa korallrev höll på att dö ut långt innan de påverkades av stigande vattentemperaturer. Denna studie representerar det längsta rekordet av reaktiva näringsämnen och algkoncentrationer för korallrev någonstans i världen.

"Våra resultat ger övertygande bevis för att kvävebelastning från Florida Keys och större Everglades ekosystem orsakas av människor, snarare än värmande temperaturer, är den primära drivkraften bakom korallrevets nedbrytning i Looe Key Sanctuary Preservation Area under vår långtidsstudie, sa Brian Lapointe, Ph.D., senior författare och forskningsprofessor vid FAU:s hamnfilial.

Ett nyckelfynd från studien är att landbaserad näringsavrinning har ökat förhållandet kväve:fosfor (N:P) i revalger, vilket indikerar en ökande grad av fosforbegränsning som är känd för att orsaka metabol stress och så småningom svält i koraller. Koncentrationerna av reaktivt kväve ligger över kritiska ekosystemtröskelnivåer som tidigare fastställts för Florida Keys, liksom växtplanktonnivåerna för offshorerev, vilket framgår av närvaron av makroalger och andra skadliga algblomningar på grund av för höga nivåer av näringsämnen.

Forskare samlade in data från 1984 till 2014 och samlade in havsvattenprover under våta och torra årstider. Lapointe och medarbetare från University of Georgia och University of South Florida övervakade också den levande korallen och samlade in rikliga arter av tång (makroalger) för vävnadsnäringsanalys. De övervakade havsvattnets salthalt, temperatur- och näringsgradienter mellan Everglades och Looe Key. De ville bättre förstå hur kväve färdades från Everglades nedströms till korallreven i Florida Keys National Marine Sanctuary, som nu har den lägsta mängden koralltäckning av alla rev i den större karibiska regionen.

Data avslöjade att levande koraller i Looe Key Sanctuary Preservation Area minskade från nästan 33 procent 1984 till mindre än 6 procent 2008. Den årliga korallförlusten varierade under studien, men ökade från 1985 till 1987 och 1996 till 1999 efter perioder av kraftigt regn och ökade vattenleveranser från Everglades. Mellan 1991 och 1995 betydande ökningar av Everglades avrinning och kraftiga nederbörd resulterade i ökningar av reaktivt kväve och växtplanktonnivåer vid Looe Key över nivåer som är kända för att stressa och orsaka utrotning av korallrev. Trots minskade Everglades-flöden, vattenkvaliteten har ännu inte återhämtat sig till 1980-talets nivåer.

Kvävebelastningen till kusten förutspås öka med 19 procent globalt helt enkelt som ett resultat av förändringar i nederbörd på grund av klimatförändringar, vilket tyder på behovet av brådskande förvaltningsåtgärder för att förhindra ytterligare försämring.

"Den framtida framgången för den omfattande Everglades restaureringsplan kommer att förlita sig på att erkänna de hydrologiska och kvävekopplingarna mellan Everglades, Florida Bay och Florida Keys, ", sa Lapointe. "Den goda nyheten är att vi kan göra något åt ​​kväveproblemet som bättre avloppsrening, minska gödseltillförseln, och öka lagring och behandling av dagvatten på Floridas fastland."

Effekten av lokala landbaserade kvävebidrag från avloppsreningsverk som servar 76, 000 invånare året runt och uppskattningsvis 3,8 miljoner turister årligen lindras för närvarande genom slutförandet av centraliserad avloppsvatteninsamling och avancerade avloppsreningsverk och anläggningar för borttagning av näringsämnen i hela Florida Keys.

Enligt Florida Keys National Marine Sanctuary, havsrelaterade aktiviteter förknippade med korallrev tillför mer än 8,5 miljarder dollar varje år och 70, 400 jobb till den lokala ekonomin i sydöstra Florida.

"Korallreven på Bonaire i Karibiska Nederländerna är ett bra exempel på effektiv begränsning av kväveföroreningar. Dessa korallrev börjar återhämta sig efter byggandet av ett nytt reningsverk för avloppsvatten 2011, vilket avsevärt har minskat kvävebelastningen från septiktankar, sa Lapointe.

Studiens medförfattare är Rachel A. Brewton och Laura W. Herren från FAU:s Harbour Branch; James W. Porter, Ph.D., emeritus professor i ekologi vid University of Georgia; och Chuanmin Hu, Ph.D., vid College of Marine Science vid University of South Florida.

"Att citera klimatförändringar som den exklusiva orsaken till korallrevets död över hela världen missar den kritiska punkten att vattenkvalitet spelar en roll, för, ", sa Porter. "Även om det inte finns mycket som samhällen som bor nära korallrev kan göra för att stoppa den globala uppvärmningen, det finns mycket de kan göra för att minska kväveavrinning. Vår studie visar att kampen för att bevara korallreven kräver lokala, inte bara globalt, handling."