Наличие убежищ в среде обитания критически необходимо для водотоков с низким уровнем летнего стока

August 20, 2020

Р. Вандер Ворсте, М. Обедзински, С. Носсаман-Пиерс, С.М. Карлсон и Т.Е. Грэнтам. 2020. Убежища и экологические ловушки: экстремальная засуха угрожает выживанию исчезающих видов рыб в пересыхающих водотоках. Global Change Biology 26: 3834–3845

Вкратце
  • В штате Калифорния многие лососёвые популяции, подверженные угрозе вымирания, воспроизводятся в пересыхающих водотоках (ручьях, сезонно лишенных водного стока), где в середине лета, когда дождей выпадает мало, некоторые участки рек сужаются до размера изолированных друг от друга омутов с захваченной в них молодью
  • Ожидается, что такая крайняя фрагментация пресноводной среды обитания лососей станет всё более частым явлением по мере того, как климат в штате Калифорния в грядущие десятилетия будет становиться всё более сухим и жарким
  • В рамках этого исследования учёные сравнили смертность молоди кижуча в бассейне реки Русская в засушливые и не засушливые годы, чтобы проанализировать вероятное воздействие будущего потепления на динамику численности популяций лосося, обитающих в пересыхающих ручьях
  • Несмотря на то, что во многих омутах в засушливые годы смертность была высокой, почти в половине омутов коэффициент смертности кижуча оказался примерно идентичным как для засушливых, так и для влажных лет, что говорит о том, что многие омуты выполняют роль убежищ, дающих молоди возможность уцелеть до улучшения природных условий
  • Таким образом, выявление и приоритезация основных убежищ, а также определение процессов, способствующих формированию таких укрытий в водотоках, будут приобретать всё большую важность в стратегии управления и сохранения лососёвых стад в Калифорнии

Некогда многочисленные по всему штату Калифорния популяции тихоокеанского лосося, прежде всего чавычи и кижуча, сократились до жалкой доли своего прежнего изобилия ввиду ряда причин антропологического характера. Хотя изменения окружающей среды, вызванные деятельностью человека, представляют угрозу для всех ныне существующих лососёвых стад штата Калифорния, стада, возвращающиеся на нерестилища в пересыхающие водотоки – те, что имеют сток только в дождливые месяцы года – могут быть подвержены особому риску.

В силу географического расположения и сезонных особенностей, для которых характерно полное осушение русел рек, временно пересыхающие водотоки могут, на первый взгляд, показаться мало похожими на типичный лососёвый ручей. В периоды длительной засухи некоторые участки рек или даже русла водотоков целиком сужаются до серии отрезанных друг от друга омутов, сформировавшихся в углублениях по протяжению обезвоженного из-за засухи русла. В таких условиях водные организмы, в том числе молодь лососей, укрываются в остаточных омутах, значительно различающихся по своим размерам, объёмам и качеству воды и обеспечивающих выживание до тех пор, пока не восстановится соединяющий эти омуты сток.

По прогнозам, осушение водотоков, являющееся, главным образом, естественным природным явлением (в некоторых случаях оно усугубляется деятельностью человека, напр. из-за отвода воды), усилится с потеплением климата, то есть периоды экстремальной засухи будут случаться чаще и на многих участках ареала тихоокеанского лосося. Учёным поэтому критически необходимо совершенствовать знания о том, в какой степени эти системы способны поддерживать выживание лососей на фоне прогнозируемых будущих климатических условий.

В представленном исследовании Росс Вандер Ворсте, на то время докторант Университета штата Калифорния в г. Беркли, а сейчас доцент в Университете шт. Висконсин в г. Мэдисон, и его коллеги воспользовались калифорнийскими засухами 2012-2016 годов, как подвернувшейся возможностью изучить некоторые возможные аспекты влияния будущего засушливого климата на лососёвые популяции, обитающие в пересыхающих водотоках на севере штата. Выбрав объектом исследования молодь кижуча в бассейне реки Русская, который включает несколько пересыхающих водотоков, учёные провели мечение и повторное наблюдение за рыбой. Это позволило выявить коэффициент выживаемости у более чем 20 000 особей искусственно воспроизведённой на ЛРЗ, помеченной с помощью микрочипов и выпущенной в разные участки реки молоди. Семилетний период времени (2011–2017), данные за который использовались в анализе, включал в себя как засушливые (2012–2016), так и незасушливые годы (2011 и 2017), что позволило учёным провести прямое сравнение выживаемости молоди лосося в нормальных летних условиях и в ряде засушливых лет.

Ни для кого, возможно, не будет удивительным, что уровень смертности молоди в летнее время оказался значительно более высоким во многих участках рек именно в период засух по сравнению с влажными периодами. Неожиданным стало, однако, что выживаемость молоди была более-менее одинаковой как в засушливых, так и во влажных условиях примерно на половине исследованных участков даже в периоды, когда засухи были наиболее экстремальными. Такие данные говорят о том, что в условии засух некоторые остаточные омуты выполняют в среде обитания роль убежищ, дающих значительной доли запертой в них молоди шанс пережить катаклизм до восстановления оптимального водного стока. Таким образом, результаты исследования показали, что лососи способны выживать в пересыхающих водотоках даже в беспрецедентно засушливых условиях.

Анализ, проведённый Вандер Ворсте и др., вызывает в то же время беспокойство, что популяции тихоокеанских лососей пересыхающих водных систем наиболее подвержены риску оказаться в «экологической ловушке», то есть в ситуации, когда быстротечные экологические изменения снижают качество среды обитания или ведут к рассогласованию между стимулами, на которые полагается вид при определении качества среды, и её реальным состоянием. Тогда как лососи обычно нерестятся на участках с мелкой и крупной галькой и другими аллювиальными донными субстратами, именно эта среда, по наблюдениям учёных, наиболее подвержена высыханию в сравнении с глинистой или коренной породой речного ложа в районе омутов, служащих укрытиями для молоди. То есть, сигналы, указывающие на качество среды обитания, могут оказаться непригодными для высыхающего мира. Выявление и сохранение участков пресноводных систем, выполняющих в периоды засух роль высококачественных убежищ, а также сохранение руслового стока будут, таким образом, критически важны для эффективности управления, охраны и восстановления тихоокеанских лососей в пересыхающих реках.