Вкратце

• В последнее десятилетие продуктивность чавычи идёт на спад по всему бассейну залива Капитана Кука на Аляске; особенно резкое снижение отмечено за период с 2003 по 2007 гг.
• Иерархическая байесовская модель запасов к пополнению показала привязку относительной продуктивности 15-ти популяций чавычи залива Капитана Кука к девяти экологическим факторам
• Корреляционный анализ выявил воздействие пресноводных условий на численность; особенно значимыми оказались превышение среднего уровня осадков в осенний период и тёплые летние температуры воды
• В популяциях были обнаружены как синхронные, так и асинхронные отклики продуктивности; это позволяет предположить, что снижение продуктивности вызвано суммарным воздействием факторов

Напротив, результаты исследования указывают на пресноводные условия в масштабе речных бассейнов и суммарное воздействие многочисленных локальных и региональных экологических факторов, как на причины, обуславливающие снижение уровня продуктивности.

Продуктивность – это показатель роста численности популяции на основании числа выживших (возвратившихся на нерест) половозрелых особей на единицу производителей определённого нерестового поколения. Она является важнейшим показателем в оценках состояния лососёвой популяции.

Исследование, проведённое под руководством д-ра Лесли Джоунс, д-ра Эрика Шона и Ребекки Шафтель, ставило задачей установить, каким образом пресноводные условия среды обитания могли повлиять на такое снижение численности — особенно 57% снижение среднего коэффициента пополнения в период 2003-07 гг. (по сравнению с долгосрочным средним значением).

«В годы, характеризующиеся слабыми подходами, мы наблюдали совокупно и высокую нерестовую плотность производителей, и высокие летние температуры, и повышенный уровень стоков в осенний сезон», — говорит д-р Джоунс. «Это означает, что снижение могло быть вызвано не одним фактором [морскими условиями] и что проблему, возможно, необходимо рассматривать более комплексно».

Корреляционный анализ (поиск ассоциативных связей между разными факторами) проведённый с помощью иерархической байесовской модели, позволил изучить, как варьировалась относительная продуктивность у 15 популяций чавычи в ответ на воздействие девяти экологических переменных (факторов) в масштабе водосборного бассейна и всего региона.

Поиск ясности в условиях дефицита данных

Д-р Джоунс, специалист штата Аляска по геопространственной информации, говорит, что в условиях информационной бедности этого штата самым большим препятствием к проведению исследования был недостаток данных по этим девяти экологическим показателям, включая такие, как расход стока, температуры, время вскрытия льда и условия морской среды (Осцилляция северо-тихоокеанских круговоротов – NPGO).

«До сих пор на Аляске просто нет достаточной информационной базы для проведения подобных исследований. В таких условиях нам приходилось искать нестандартные пути определения таких значений как, например, расход стока», — говорит Джоунс.

Так, из-за отсутствия на многих реках гидрологических постов, позволяющих получать данные о речном стоке напрямую, учёные использовали климатические данные с координатной привязкой и интерполировали их (дополняли на основании разукрупнённых климатических моделей), согласно месячному уровню осадков, в пробелах между пунктами наблюдений, получая таким образом оценку расхода стока для всех 15-ти популяций.

Уникальной для Аляски особенностью этого проекта стало использование реальных температурных данных на всех водотоках, относящихся к 15-ти рассматриваемым популяциям.

По этим данным исследование выявило синхронное отрицательное влияние повышения уровня осадков в период нереста и инкубации на все 15 популяций чавычи, что, вероятно, отображает угрозу популяциям от размыва речного ложа.

В отличие от этого, повышенный уровень осадков в летний период, сезон пресноводного нагула молоди, воздействует на большинство прибрежных популяций положительно, вероятно открывая доступ к новой среде обитания и увеличивая кормовую базу.

В отличие от почти синхронного воздействия уровня стока на все популяции, температура воды обнаружила асинхронное влияние (хотя в целом оно было слабо отрицательным).

В зависимости от термального режима водотока, последствия превышения средних температурных показателей в период нереста и ранней инкубации были либо положительными (для прохладных и умеренно тёплых водотоков), либо отрицательными (крайне тёплые водотоки).

Хотя учёные и не располагали данными, позволяющими оценить воздействие биологических факторов, Шафтель, гидроэколог Университета Аляски г. Анкоридж, замечает: «Наиболее тёплые системы располагаются в низинах, местах наиболее чувствительных к изменению климата, которые, к сожалению, являются ещё и предпочтительной средой обитания щуки. Есть вероятность, что тёплые температуры и хищничество оказывают совокупное влияние на чавычу».

Так, в реке Дешка — месте активного распространения инвазивной щуки и одном из двух самых тёплых водотоков в этом исследовании, где в 2019 г. температуры достигали 27C — потепление имело явственно отрицательные последствия.

Исследование также обнаружило слабое (но нестабильное) воздействие условий морской среды (NPGO) на продуктивность чавычи, позволяющее предположить, что, будучи важным фактором продуктивности, как было выявлено предшествующими исследованиями, морская среда не является единственным значимым фактором, по крайней мере для рассмотренных популяций.

Такая многосложность говорит авторам о комплексном воздействии экологических (и, возможно, биологических) факторов, совокупно создающих неблагоприятные пресноводные условия в разных по характеру водотоках, где обитают эти популяции.

«Никто до сих пор не смог найти ту «изобличающую улику», которая бы объяснила падение численности всех популяций», — говорит д-р Шон, исследователь из Университета Аляски г. Фербенкса. «А может быть и никогда не найдёт».

«Может быть мы имеем дело с очень сложными организмами, обитающими в многообразной среде, целый ряд условий которой претерпевает изменения одновременно», — говорит он. «Быть может мы должны удовлетвориться выявлением набора суммарных факторов, которые вместе оказывают влияние, без той одной «изобличающей улики».

Пресноводное воздействие обнадёживает

Несмотря на то, что прогнозы для водотоков Аляски, подверженных многочисленным пресноводным стрессорам из-за потепления климата, представляются неутешительными, авторы предполагают, что результаты их исследования — тот факт, что пресноводные условия могут оказывать большее, чем предполагалось, влияние на продуктивность чавычи — могут быть и поводом для упований на лучшее.

«Для управляющих речными системами значительная роль пресноводных факторов должна быть, по сути, положительным моментом, — говорит Шон, — потому что для их смягчения есть определённые управленческие инструменты».

Учёные предполагают, что такие меры, как замена повреждённых дренажных труб, расширение доступа лососей к пойменной зоне, восстановление береговой растительности и развитие зелёной инфраструктуры в целях снижения стока наносов в реки — всё это может иметь положительный эффект на продуктивность чавычи.

«Наше исследование не касалось восстановительных мероприятий, и всё-таки полученные результаты дают возможность полагать, что подобные проекты могут привести к реальным благам», — говорит д-р Шон.

Д-р Джоунс полагает, что выявление асинхронного воздействия потепления воды может также оказаться полезным для руководства.

«Особенно в регионах с нехваткой данных и ограниченным доступом к финансированию, управляющие ведомства могут сосредоточиться на водных системах, которым угрожает или в будущем будет угрожать наибольшая опасность, а не на тех, на которых потепление может, на деле, сказаться благотворно».

Сопутствующие материалы:

• Газета Peninsula Clarion
• Некоммерческая организация Salmon State
• KDLL (Общественное радио п-ва Кенай)
• Сайт Университета Аляски г. Анкоридж
• Сайт Университета Аляски г. Фербенкс