Opvarmning af farvande forårsagede hurtige - og modsatte - forskydninger i forbundne havsamfund

To forbundne marine økosystemer-den østlige engelske kanal og det sydlige Nordsø-oplevede store og modsatte ændringer i deres fiskesamfund over en 30-årig periode, ifølge forskere, der rapporterer deres fund i Nuværende biologi den 8. november. Hurtig opvarmning drev mindre havfisk pludselig til at flytte nordpå fra det ene økosystem til det andet.

Denne inversion i strukturen af ​​de to økosystemer forårsagede også en stor omstilling i den måde, de forbundne økosystemer fungerede på. Økosystemfunktion refererer til måden en samling af arter sammen med uorganiske materialer fungerer som en større helhed for at påvirke biologisk, geokemisk, og fysiske processer. Ændringer i et økosystems struktur og funktion kan, for eksempel, ændre hastigheden af ​​kulstofoptagelse fra atmosfæren eller den hastighed, hvormed organiske materialer nedbrydes.

Resultaterne tyder på, at den forventede stigning i hyppigheden og sværhedsgraden af ​​klimasvingninger og ekstreme opvarmningshændelser kan udløse skift i udbredelsen og overflod af arter med dybtgående konsekvenser for den måde, økosystemer rundt om i verden fungerer på, siger forskerne.

"Denne opvarmning forårsagede en brat ændring i fiskesamfundene som små, hurtigt modne fisk, især pelagiske fisk, faldt samtidigt i Den Engelske Kanal og steg i Nordsøen, "siger Matthew McLean fra IFREMER, Boulogne-sur-Mer, Frankrig. "Dette tyder både på, at fisk skiftede mod nord mellem økosystemerne, og at Den Engelske Kanal blev et ugunstigt miljø for visse fisk, mens Nordsøen blev et mere gunstigt miljø."

I midten af ​​1990'erne en naturlig klimaoscillation kaldet "Atlantic Multidecadal Oscillation" skiftet fra en kølig til en varm fase, producerer varmere havoverflader i hele Atlanterhavet. McLean og kolleger indså, at de fleste undersøgelser, der undersøgte virkningerne af en sådan opvarmning på fisk, har fokuseret på ændringer i bestemte arter, ofte fokuseret på kommercielle fiskerier.

I den nye undersøgelse, forskerne tog en nyere tilgang til faktor i egenskaberne ved bestemte arter, der forklarer, hvordan de reagerer på ændringer i miljøet, og hvilke roller de spiller i økosystemet. "Overraskende få undersøgelser har brugt denne tilgang til at forstå, hvordan hurtig opvarmning kan påvirke marine økosystemer, og hvordan forskydninger i fiskemængder og -fordelinger kan påvirke økosystemets funktion, "Siger McLean.

Forskerne brugte over 30 års data til overvågning af fisk og en omfattende samling af økologiske træk til at undersøge dynamikken i fiskens funktionelle struktur i den østlige engelske kanal og det sydlige Nordsø. De karakteriserede funktionel struktur ved hjælp af ti træk relateret til livshistorie, brug af levesteder, og fodring af økologi for 73 fiskearter i Den Engelske Kanal og 110 i Nordsøen.

Selvom forskerne ikke var overraskede over at finde ændringer i artsmængder og fordelinger som reaktion på menneskelige påvirkninger og opvarmning, de blev overraskede over at finde et omvendt skift i hele fiskesamfund inden for forbundne økosystemer. De blev også overrasket over den ekstraordinære hastighed ved disse ændringer, da den "funktionelle inversion" kun fandt sted et eller to år efter en større temperaturstigning. Deres data tyder også på, at fiskeriets indflydelse var mindre i forhold til virkningerne af opvarmning.

Resultaterne tyder på, at opvarmningshændelser i fremtiden kan have store og langvarige virkninger på marine økosystemer og fiskeri. Forskerne siger, at resultaterne af den nye undersøgelse kunne bruges til at forudse, hvordan andre marine økosystemer kan ændre sig under fremtidig opvarmning.

"Vi skal planlægge hurtige ændringer i fiskesamfund mellem økosystemer, især når arter skifter poleward, "Siger McLean.