Wetenschap
Langdurige oceaanbemonstering in Narragansett Bay onthult dalende planktonniveaus:impact onzeker voor lokaal voedselweb
Onderzoekers van de Universiteit van Rhode Island (URI) schatten dat in Narragansett Bay het aantal kleine plantachtige wezens, fytoplankton genaamd, de afgelopen halve eeuw met de helft is gedaald, op basis van nieuwe analyses van een langetermijnstudie van tijdreeksen van de baai. P>
Dat meldt een nieuw artikel gepubliceerd door de Graduate School of Oceanography (GSO) van de Universiteit van Rhode Island – nieuws dat onlangs aan het licht is gekomen en dat zowel verrassend als zorgwekkend is.
Bij analyse van de volledige tijdreeksen van de baai ontdekte het onderzoeksteam dat de biomassa van fytoplankton in Narragansett Bay tussen 1968 en 2019 met maar liefst 49% is afgenomen. De intensiteit van de winter-lentebloei, die de jaarlijkse productiviteitscyclus in de baai in gang zet, is in de loop van de tijd afgenomen en komt ook ieder jaar eerder voor.
URI's nieuwe onderzoek in PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) deelt informatie uit een van de langste planktontijdreeksen ter wereld. Het onderwerp van studie is niet alleen een bestemming voor generaties Rhode Islanders en toeristen, maar een vruchtbare onderzoekslocatie voor oceanografen op de Narragansett Bay Campus van URI.
"Veel mensen wonen, werken en spelen aan de oevers van Narragansett Bay", zegt oceanografieprofessor Tatiana Rynearson, die belangrijke goederen en diensten levert aan de bijna twee miljoen mensen die in het stroomgebied wonen.
Zelfs in het dichte noordoosten valt Narragansett Bay op als een veelgebruikt waterlichaam. De baai ligt tussen regio's met koude winters en warme zomers, arctische wateren in het noorden en warme wateren in het zuiden, en bevindt zich op een wetenschappelijke plek die onderzoekers een dynamische omgeving biedt om te studeren.
Op de Bay Campus hebben Rynearson en collega's nauwlettend gekeken naar veranderingen in het fytoplankton in de baai. Hun nieuwe onderzoek vertegenwoordigt het eerste onderzoek van Narragansett Bay en biedt een basisoverzicht van de veranderingen die daar sinds 1957 hebben plaatsgevonden.
Sindsdien is er veel veranderd rond de baai, en ook daarbinnen.
Rynearson regisseert sinds 2008 de Narragansett Bay Long-Term Plankton Time Series. Jarenlange verzamelde gegevens stonden op papier in een afgesloten opslagruimte. Het digitaliseren van die bestanden (vóór 1997) was al lang een doel van haar, en daarom hebben zij en haar team die momentopnamen van Narragansett Bay van de analoge jaren zestig tot en met de jaren negentig overgedragen, om uiteindelijk een complete dataset met langetermijninformatie over de baai te verkrijgen. .
"Er schuilt zoveel waarde in deze unieke gegevens, die al tientallen jaren bewaard zijn gebleven", zegt ze. "Nu hebben we al deze prachtige gegevens in een vorm die we beter kunnen openen en delen met de wereld."
Rynearson crediteert hoofdauteur en voormalig URI-postdoctoraal collega Patricia Thibodeau (nu aan de Universiteit van New England) voor het in het digitale tijdperk brengen van de dataachterstand, een moeizaam proces dat bijna een jaar in beslag nam. Eenmaal volledig gedigitaliseerd, was het tijd om de resultaten te beoordelen, samen met medewerker Gavino Puggioni van de afdeling Computerwetenschappen en Statistiek van URI.
Ze deelden hun resultaten met David Borkman (Ph.D. '02) van de afdeling Milieubeheer van Rhode Island, die onderzoeksmonsters verzamelde toen hij student was en later postdoc bij URI. Borkman is nu de belangrijkste milieuwetenschapper op het gebied van de waterkwaliteit van schelpdieren bij DEM en voert wateranalyses uit voor de staat.
"De tijdreeksen van plankton zijn uiterst waardevol", zegt hij.
De tijdreeksen bieden nuttige context over de overvloed aan fytoplankton en de samenstelling van de gemeenschap tijdens een periode van klimaatverandering en veranderingen in nutriënten in Narragansett Bay. Borkman merkt op dat deze informatie over het fytoplankton op de lange termijn vooral nuttig is wanneer zich ongebruikelijke gebeurtenissen voordoen, zoals de 'bruine vloed' van 1985, incidentele 'roesttijden' in de zomer en de bloei van Pseudo-nitzschia in 2016-2017, een soort fytoplankton dat kan leiden tot schadelijke algenbloei (HAB's). De wekelijkse observaties van fytoplankton uit de baai zijn dus een belangrijk onderdeel van de inspanningen van Rhode Island om HAB's te monitoren.
Fytoplankton, 'primaire producenten' in het mariene milieu, is klein van formaat maar groot van impact. Het voedt de lokale voedselketens, geeft de kwaliteit van het milieu aan en wijst op klimaattrends. De lokale dalingen weerspiegelen die elders in de Golf van Maine, de Australische kust en de Zwarte Zee.
Een mogelijke positieve kant is dat de variabiliteit in de biomassa van fytoplankton kan wijzen op veerkracht in het licht van de klimaatverandering. Onderzoekers hopen dergelijke trends verder te onderzoeken, waarbij de noodzaak wordt benadrukt om dergelijke mariene tijdreeksen in de komende decennia in stand te houden.
Rynearson kijkt ernaar uit om het nieuwe onderzoek te delen met de wetenschappelijke gemeenschap, maar ook met het publiek; ze beschrijft de impact en het belang van fytoplankton door een bezoeker te vragen de microscopisch kleine organismen zoals gras op de Afrikaanse savanne in beeld te brengen. Alle dieren zijn afhankelijk van het gras, zegt ze. Op dezelfde manier is fytoplankton van cruciaal belang voor het voortbestaan van alle organismen in de baai.
"Fytoplankton is een belangrijke voedselbron", zegt ze, "dus deze afname die we zien is belangrijk."
De fytoplanktonbloei in de winter en de lente zorgt ervoor dat het allemaal vroeg in het jaar begint, het begin van de jaarlijkse voedingscyclus in de baai. De bloei levert voedingsstoffen voor veel dieren, ook voor dieren die uit hun winterslaap komen. Nu kunnen onderzoekers ook zien dat de bloei elk decennium vijf dagen eerder plaatsvindt.
"Deze gebeurtenis heeft een grote impact", zegt Rynearson, "en de timing ervan is belangrijk; veranderingen in het ecosysteem zijn zeer delicaat. Alles werkt samen."
Wat zou een potentiële mismatch kunnen betekenen, nu de timing een proces van energieoverdracht via het voedselweb op gang brengt?
Rynearson weet het niet zeker en merkt op dat de eerste stap is om te begrijpen wat er aan de basis van het voedselweb gebeurt; het volgende zal zijn om te zien hoe het bijhoudt en wat deze veranderingen veroorzaakt.
De wekelijkse gegevensresultaten van de tijdreeksen worden gecommuniceerd naar GSO en daarbuiten en worden gratis verstrekt aan twintig partners in de hele staat bij DEM, de Narragansett Bay Commission, non-profitorganisaties en geïnteresseerde academische en overheidspartners.
"Deze gegevens zijn van belang voor tijdreeksstudies over de hele wereld", zegt Rynearson. "En nu we informatie hebben over de status van het fytoplankton aan de onderkant van het voedselweb, kunnen we doelen stellen voor het verzamelen van meer informatie over het hele voedselweb, terwijl er tijd is om daar invloed op uit te oefenen."
"Mensen bij URI zijn zich bewust van de waarde van tijdreeksstudies en het belang van financiering ervan in de loop van de tijd", zegt Rynearson. "We kunnen zoveel met deze gegevens doen. De toewijding van GSO aan de tijdreeksen is om vele redenen van onschatbare waarde, waaronder de opleiding van URI-studenten."
En de tijdreeks gaat elke maandagochtend om 7.00 uur verder, wanneer de camper Cap'n Bert vertrekt. De Cap'n Bert is een hektrawler van 17,5 meter lang, geëxploiteerd door URI's Department of Fisheries, Animal and Veterinary Sciences. Hij vaart wekelijks de haven van Wickford uit om het nieuwste datapunt in de baai vast te leggen.
"We willen dat deze gegevens uit de baai het verhaal van Narragansett Bay helpen vertellen en gelezen worden door mensen in en rond Rhode Island, de baai en daarbuiten", zegt Rynearson. "We willen mensen interesseren. Met meer mensen met kennis is het mogelijk om een verschil te maken."
Fytoplankton daalt en bloeit eerder