Grondwater dat in de kustzone onder het oppervlak van de oceaan sijpelt, genaamd onderzeese grondwaterafvoer (SGD), is een belangrijke bron van zoet water en voedingsstoffen voor nearshore-koraalriffen over de hele wereld. Hoewel onderzees grondwater natuurlijk is, het kan fungeren als een kanaal voor sterk vervuild water naar kusten. Een recent gepubliceerde studie, geleid door onderzoekers van de Universiteit van Hawai'i van Mānoa's School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST), werpt licht op de manieren waarop SGD de groei van koraalriffen beïnvloedt.

"SGD komt veel voor op nearshore koraalriffen, vooral in Hawaï, dus gingen we testen hoe SGD de groei van koraalriffen in Maunalua Bay beïnvloedt, O'ahu." zei Megan Donahue, associate researcher bij het Hawai'i Institute of Marine Biology (HIMB) in SOEST en senior auteur van de studie.

Twee processen dragen bij aan de algehele groei van koraalriffen:koraalgroei en bio-erosie, de natuurlijke afbraak van koraalriffen door riforganismen. Om te bepalen hoe SGD deze processen beïnvloedt, het onderzoeksteam plantte kleine stukjes lobkoraal op de rifvlakte in gebieden met een bereik van SGD en mat de veranderingen in grootte over een periode van zes maanden. Ze hebben ook een jaar lang blokken dood koraalskelet over dezelfde SGD-gradiënten geplaatst om de bio-erosiesnelheden te meten. De blokken werden voor en na de inzet gescand met een micro-CT-scanner, vergelijkbaar met een CT-scanner van een ziekenhuis, om de hoeveelheid koraalskelet te bepalen die is verwijderd door bio-eroderende organismen in drie dimensies.

In gebieden met hoge niveaus van SGD, het was een dubbele klap voor koraalriffen. Koralen die vlak naast SGD sijpelden presteerden slecht, waarschijnlijk te wijten aan de stress van te veel zoet water.

"Aanvullend, we ontdekten dat mariene organismen die verantwoordelijk zijn voor bio-erosie het raamwerk van het skelet van het rif zeer snel afbreken wanneer ze worden blootgesteld aan grote hoeveelheden SGD, " zei hoofdauteur Katie Lubarsky, die dit onderzoek voltooide als onderdeel van haar graduaat in Mariene Biologie aan UH Mānoa. "Veel bio-eroderende organismen zijn filtervoeders die beter presteren in omgevingen met veel voedingsstoffen, dus het grondwater met veel voedingsstoffen verhoogde waarschijnlijk de activiteit van bio-eroder. Dit geeft aan dat een hoge toevoer van met voedingsstoffen verontreinigde SGD de afbraak van het rif zou kunnen bevorderen en de algehele rifgroei aanzienlijk zou kunnen vertragen."

Tot verbazing van de onderzoekers SGD verbeterde de koraalgroei zelfs toen de verrijking met nutriënten en zoet water uit het grondwater op een laag niveau was.

"Onze resultaten geven aan dat koralen kunnen gedijen op door SGD getroffen riffen als ze worden geïsoleerd van secundaire stressoren zoals concurrentie van zeewier en sedimentatie, " zei Donahue. "Maunalua Bay ligt in een sterk verstedelijkt gebied, en de koraalriffen in de baai zijn aangetast omdat de populatie de afgelopen 50 jaar een hoge vlucht heeft genomen. Maar actief beheer om invasieve algen te verminderen en fijne sedimenten te beperken, kan koraalherstel in Maunalua Bay mogelijk maken."

"Terwijl uit de huidige studie bleek dat koralen sneller groeien wanneer ze worden blootgesteld aan lage niveaus van SGD-voedingsverrijking, koraalbedekking blijft extreem laag op de rifvlakten van Maunalua Bay, " zei Nyssa Silbiger, co-auteur en assistent-professor studeren aan de California State University, Noordwest. "Onze volgende studies zullen zich richten op hoe SGD en herbivorie van vissen de koraal-algenconcurrentie beïnvloeden, rekruteringspercentages van koraal, en bio-erosie tarieven."