Een nieuwe studie onder leiding van onderzoekers van het William &Mary's Virginia Institute of Marine Science koppelt een langdurige achteruitgang van de zeegrasbedden van Chesapeake Bay aan zowel de verslechterende waterkwaliteit als de stijgende zomertemperaturen. Het laat ook zien dat het verlies van het leefgebied en andere voordelen die zeegras biedt, gepaard gaat met duizelingwekkende ecologische en economische kosten.

Hoofdwetenschapper Jonathan Lefcheck, een VIMS postdoctoraal onderzoeker, zegt:"We zijn niet alleen een enorme ecologische hulpbron kwijtgeraakt, er zijn echte economische en recreatieve gevolgen geweest voor de bijna 20 miljoen inwoners van de baai. visserij op blauwe krab, bijvoorbeeld, hebben waarschijnlijk een jaar of meer aan vangst verloren op basis van de hoeveelheid zeegras die we al hebben verloren. Voor zilverbaars, het is 10-20 jaar. In alles, we schatten de potentiële economische kosten voor burgers op $1-2 miljard."

De studie - gebaseerd op een vergelijking van het 31-jarige record van de zeegrasovervloed door VIMS en het langetermijnrecord van de waterkwaliteit in de baai van het Chesapeake Bay Program - verscheen in het nummer van 3 februari van Global Change Biologie . Co-auteurs zijn onder meer professor Robert "JJ" Orth en wetenschapper David Wilcox van VIMS, Rebecca Murphy van het University of Maryland Center for Environmental Science en Scott Marion van het Oregon Department of Fish &Wildlife.

De bevindingen van het team bevestigen een al lang bestaande hypothese dat dalingen in zeegras het gevolg zijn van verminderde waterhelderheid, die op zijn beurt voortkomt uit een toename van menselijke activiteiten die leiden tot vervuiling door nutriënten en afvloeiing van sediment.

Orth, die in 1984 het jaarlijkse Seagrass Monitoring and Assessment Program van VIMS bij VIMS initieerde, zegt, "Het is een klassiek geval van 'habitat squeeze'. De afnemende helderheid van het water heeft de zeegrasbedekking in diepere bodems de afgelopen twee decennia gehalveerd, zodat de gemiddelde diepte van zeegrasbedden nu bijna 5 centimeter ondieper is."

Dat klinkt misschien niet als veel, maar gezien de zacht glooiende bodem van Chesapeake Bay, een verandering van 5 inch betekent dat de omzoomde zeegrasvelden van de baai sinds 1984 meer dan 150 voet kustwaarts zijn samengetrokken. zegt Orth, het is nu zeldzaam om zeegras te vinden dat groeit in water dieper dan ongeveer 3 voet in Chesapeake Bay.

Tegelijkertijd, de analyse laat zien dat meer frequente hittegolven de zeegraspopulaties beïnvloeden, zelfs in deze ondiepwatergebieden. De meest extreme temperatuurgerelateerde verliezen werden waargenomen in 2006, toen het zeegras na de zinderende zomer van 2005 met 58 procent daalde, en anno 2011 toen het VIMS-team een ​​daling van 41 procent meette na de stomende zomer van 2010.

Een lichtpuntje is dat zeegras zich momenteel snel kan herstellen na deze scherpe dalingen. In het jaar na de afsterving van 2005-6, zeegrasareaal met 55 procent gestegen, en tegen 2009 een totale dekking had bereikt die groter was dan die werd waargenomen net voordat de afsterving plaatsvond. Een soortgelijk herstel vond plaats na 2010-11, met zeegras dat in minder dan twee jaar terugkeert naar het areaal voor afsterven.

De wetenschappers waarschuwen, echter, dat toekomstige terugvorderingen veel minder zeker zijn gezien de huidige trends in de richting van duisterder, warmer water. Ze benadrukken ook dat hun analyse zich richt op zeegras. Andere onderwaterbaaigrassen, widgeongrass in het bijzonder, hebben een recente toename van de dekking van de baai ervaren. Maar widgeongrass staat bekend om boom-bust-cycli die deze winsten snel kunnen omkeren, en het is onwaarschijnlijk dat het de ecosysteemdiensten van zeegras zal vervangen vanwege zijn andere groeiwijze en beperking tot zoeter water.

Een hete en bewolkte toekomst

"Onze waarnemingen suggereren dat zeegras reageert op twee belangrijke factoren:", zegt Orth. "Door de afnemende helderheid van het water is de zeegrasbedekking de afgelopen twee decennia geleidelijk afgenomen, voornamelijk in diepere bedden waar gebrek aan licht de groei al beperkt. In ondiepe bedden, het is meer dat hittegolven de planten belasten, wat leidt tot de scherpe dalingen die we de afgelopen zomers hebben gezien."

Maar het is het gecombineerde effect van deze twee factoren dat de onderzoekers de meeste zorgen baart. zegt Lefcheck, "De afnemende helderheid plus deze hete zomers is een echte dubbele klap voor zeegras." Dat komt omdat zeegrassen - die al meer licht nodig hebben om te overleven dan verwante landplanten - nog meer licht nodig hebben naarmate de watertemperatuur stijgt.

"In werkelijkheid, " zegt Orth, "Elke verhoging van de watertemperatuur onderwerpt ondiep groeiende zeegrasplanten aan lichtomstandigheden die vergelijkbaar zijn met die waarbij hun cohorten in dieper water al grotendeels zijn geëlimineerd."

Uit de analyse van het team blijkt dat de gemiddelde watertemperatuur in de zomer in de lagere Chesapeake Bay al met meer dan 2 graden Fahrenheit is gestegen sinds 1984 - van 76,8 tot 79,5 F - en dat de frequentie van extreme warme perioden met watertemperaturen van meer dan 82 F is verdubbeld in de laatste decennium. Terwijl de opwarming van de aarde de watertemperaturen in het gebied blijft verhogen - een conservatieve schatting is een verdere stijging van 3,5 F tegen 2040 - voorspelt het team een ​​verdere afname van 38 procent van de zeegrasbedekking. En als de helderheid van het water de komende 30 jaar zijn huidige neerwaartse traject volgt, zeegras zou nog eens 84 procent afnemen. Wanneer zowel de afnemende helderheid als de opwarming in aanmerking worden genomen, zeggen de onderzoekers, de voorspelde stijgingen in temperatuur en troebelheid zouden resulteren in een verlies van 95 procent van lauriergras - een bijna totale uitroeiing.

Om deze neerwaartse trend tegen te gaan, de onderzoekers roepen resourcemanagers en beleidsmakers op om erkenning van de opwarming van de aarde in hun managementstrategieën in te bouwen.

"We stellen voor dat beheerders hun waterkwaliteitsdoelstellingen op lokaal en regionaal niveau moeten verhogen om verliezen te compenseren die worden veroorzaakt door mondiale factoren buiten hun directe controle, ' zegt Orth.

"Onze analyse suggereert dat zeegras nog steeds kan aanhouden bij matige temperatuurstijgingen, als het water helder genoeg blijft", vult Lefcheck aan. "Maar dat gebeurt alleen als managers een integraal perspectief innemen, en doorgaan met hun inspanningen om de invoer in de baai te beteugelen."

De financiering voor de studie is afkomstig van het Chesapeake Bay-programma van het Amerikaanse Environmental Protection Agency, NOAA's Virginia Coastal-programma, het Virginia Department of Environmental Quality en het Maryland Department of Natural Resources.

Onderwaterbaaigrassen zijn van cruciaal belang voor het ecosysteem van de baai. Ze bieden leefgebied en kraamkamers voor vissen en blauwe krabben, dienen als voedsel voor dieren zoals schildpadden en watervogels, het water helder maken door de golfslag te verminderen, overtollige voedingsstoffen opnemen, en kusterosie te verminderen. Ze zijn ook een uitstekende maatstaf voor de algehele conditie van de baai, omdat hun gezondheid nauw verbonden is met de waterkwaliteit.