Forskere undersøger ændringer i biodiversiteten på sandstrande i Californien

Og at tænke, at det var helt der i hendes garage. En mængde kasser trukket fra biolog Dale Straughans hjem gav en sand skatkammer for UC Santa Barbara -forskere, der studerede klimaændringernes indvirkning på kystnær biodiversitet i Californien.

Til Jenifer Dugan, en forskningsbiolog ved UCSB's Marine Science Institute (MSI), Nicholas Schooler, en ph.d. studerende i UCSB's Interdepartmental Graduate Program in Marine Science, og David Hubbard, en økolog ved MSI, Straughans feltnoter og data om Californiens strande var videnskabeligt guld. Fra 2009, UCSB-teamet arbejdede tæt sammen med Straughan for at sammenligne nutidens resultater med hendes originale datasæt. De undersøgte en delmængde af de mere end 60 californiske strande fra Morro Bay til San Diego, som Straughan og hendes kolleger havde undersøgt på flere datoer fra 1969 til 1980.

Fordi Jordens klima har ændret sig dramatisk siden da, forskerne søgte at afgøre, om og hvordan biodiversiteten var faldet og undersøge de ansvarlige processer. Deres resultater fremgår af tidsskriftet Økologi og evolution .

"Kystøkosystemer kan være værdifulde indikatorer for biodiversitetsreaktioner på menneskeskabte og klimaforandringsrelaterede virkninger, "sagde medforfatter Dugan." Vi brugte dette unikke datasæt fra omfattende tidevandsundersøgelser til at evaluere multidekadale ændringer i biodiversiteten i de vigtige og udbredte kystøkosystemer på sandstrande. "

Medforfatter Straughan gennemførte de originale undersøgelser for U.S. Bureau of Land Management efter olieudslippet i 1969 i Santa Barbara-kanalen. På det tidspunkt, hun var baseret på University of Southern California's Allan Hancock Foundation. Et af de websteder, hun undersøgte mere end 33 gange, lå i Isla Vista, tæt på UCSB campus.

Evaluering af virkninger for biodiversitet kræver økologisk informerede sammenligninger over tilstrækkelige tidsrum. En udfordring for UCSB -teamet var at kalibrere forskellige prøveudtagningsmetoder fra forskellige årtier. De udviklede en ny ekstrapolationsmetode til at håndtere datagab, der er almindelige i sådanne langsigtede datasæt ved at justere artsrigdom til prøveudtagningsstil over forskellige tidsperioder. Denne fremgangsmåde kan være nyttig til at løse lignende spørgsmål for andre undervurderede økosystemer.

Efterforskerne vurderede ændringer i biotidighed mellem tidevand over tid, ved hjælp af Straughans resultater og dem fra deres egne nylige undersøgelser af 13 af hendes sandstrande, herunder den i Isla Vista. Deres analyser afslørede store stigninger eller fald i artsrigdom på nogle strande, mens andre var meget små eller ikke påviselige.

"Vores multidekadale sammenligning af strande tyder på, at lokale processer havde en stærkere indflydelse på biodiversitet mellem tidevand end regionale faktorer, "Sagde Dugan." Intens lokal manipulation - med andre ord, ledelsespraksis - gjorde større tendenser eller gradienter inden for biodiversitet svært at opdage. "

Graver dybere, forskerne fandt ud af, at øvre strandarter blev uforholdsmæssigt påvirket i forhold til resten af ​​de tidevands stranddyr. Imidlertid, de fandt også en positiv overraskelse for denne yderst sårbare gruppe. To strande udviste stigninger i rigdom, sandsynligvis på grund af det faktum, at brug af terrængående køretøjer havde været forbudt i mindst 15 år. På de to steder, øvre strandarter viste et lovende niveau af genopretning efter mange års beskyttelse mod strandkørende påvirkninger.

Et andet uventet resultat var konsekvent lav artsrigdom på stærkt urbaniserede strande, der er blevet prepareret - mekanisk riven for at fjerne tang - i årtier. Ifølge hovedforfatter Schooler, varige virkninger for det samlede samfund vedvarede over tid på disse steder, men de øvre strandarter fortsatte med at falde.

"Vores strandsted ved Isla Vista er et godt eksempel på, hvad fremtiden bringer, når havniveauet stiger mod en modstandsdygtig grænse for enten naturlige bluffe eller menneskeskabte kystpansringer og bygninger som dem langs urbaniserede strækninger af kysten, "Skolelærer forklarede." Vi mister økologisk vigtige mellemtidevandsdyr, såsom strandtragte og insekter, fra den øvre strandzone, og det vil sandsynligvis ske for flere og flere strande i det sydlige Californien, når havniveauet stiger. "

Det bluff-støttede Isla Vista-strandsted havde det højeste procentvise tab af levesteder på alle strande, UCSB-teamet undersøgte. Sådanne strande oplever et fænomen kaldet kystklem, fordi de ikke har plads til at bevæge sig ind i landet. "Vi så en indsnævring af stranden og en ændring i sedimentstørrelse, der var forbundet med et fald i hele samfundet, især hos de øvre stranddyr, "Sagde skolemanden.

Strande med klitter, såsom ved Coal Oil Point Reserve mindre end en kilometer vest for UCSB -campus, har plads til at flytte ind i landet og forventes at være mere modstandsdygtige over for ændringer i havniveau. Men, Dugan bemærkede, på bluff-backed strande og dem med menneskeskabte havvægge eller revetments, de første arter, der forsvinder, er dem, der lever af tangvold og lever i det fugtige og tørre sand i den øvre strandzone.

"Omkring 45 procent af biodiversiteten i det sydlige Californiens strande tilhører specialiserede øvre strandarter, "sagde hun." De spiller en meget vigtig rolle i kystøkosystemet ved at levere mad til dyrelivet, såsom vestlige sneplovere og andre strandfugle, nedbrydning af tangvolden, der skyller på land, og fremme genanvendelse af næringsstoffer, der så potentielt er tilgængeligt for surf-græs og kelps nær kysten.

"På en mere optimistisk måde, vores forskning tyder på, at der er muligheder for økosystemgendannelse fra menneskelige påvirkninger, hvis vi ændrer måden, hvorpå nogle af vores strande forvaltes, "Tilføjede Dugan.