Kawasan panas produktiviti dalam lautan miskin yang kurang nutrien. Banyak ikan plankton yang banyak makan di terumbu karang Indo-Pasifik. Zafer Kizilkaya, CC BY-SA

Ia adalah Charles Darwin, Hampir 200 tahun yang lalu, yang mula-mula bertanya bagaimana ia boleh bahawa terumbu karang boleh berkembang di bahagian-bahagian yang agak mandul Lautan Pasifik. teka-teki ini kemudiannya dikenali sebagai Darwin Paradox.

Satu kajian yang diterbitkan pada minggu ini Alam Komunikasi membantu menjawab betapa oasis karang boleh wujud di padang pasir lautan.

Penjelasan ringkas adalah kehadiran tumbuhan akuatik mikroskopik yang dikenali sebagai fitoplankton. Jawapan yang lebih rumit, saintifik - yang menanyakan mengapa pulau-pulau karang adalah kawasan panas yang produktif - dikenali sebagai Kesan Massa Pulau (IME).

Hasil kajian baru menyediakan ahli-ahli sains yang mengkaji perikanan marin dan habitat dengan wawasan yang penting untuk bagaimana terumbu karang sistem pulau boleh menjadi begitu produktif, yang bertindak sebagai hotspot kepelbagaian spesies yang, seterusnya, membantu mengisi perikanan dan menyediakan perlindungan pantai. Pengetahuan ini boleh membantu memaklumkan pelan pengurusan lautan, terutamanya sebagai ekosistem bertindak balas kepada perubahan iklim.Ilustrasi Pulau Mass Effect dari kajian baru yang diterbitkan dalam Alam.

Kesan Massa Pulau (IME)

The IME, mula diterangkan oleh ahli botani University of Hawaii Maxwell S. Doty dan rakan sekerja, adalah fenomena di mana pertumbuhan fitoplankton dipertingkatkan dekat dengan ekosistem pulau-terumbu.

Sehingga kini, semua kajian cuba untuk menjelaskan sebab-sebab IME yang telah dilakukan lebih kecil, kawasan geografi terhad, seperti sebuah pulau atau kumpulan terumbu karang.

Ini adalah di mana Alam Komunikasi pengarang utama kertas, Jamison Gove dari National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), dan rekan-rekannya masuk.

kajian baru mereka adalah orang pertama yang menerangkan IME sepanjang skala seluruh lautan dan membincangkan peranan kedua-dua populasi pulau semula jadi dan manusia kepada pertumbuhan fitoplankton.

Pasukan itu diukur betapa banyak fitoplankton berkembang pulau di sekitar kecil dan kepulauan dalam dua cara. Mereka menggunakan imej satelit lebih satu dekad dan kaji selidik berdasarkan kapal-langsung untuk mengesahkan bahawa anggaran imej mereka adalah betul.

The IME didapati hampir di mana-mana, dengan 91 peratus daripada ekosistem karang dikaji menunjukkan fenomena itu, beberapa yang menunjukkan sebanyak 86 peratus lebih fitoplankton biomass berbanding kawasan laut jiran.

Dengan kata lain, fitoplankton hotspot pulau karang dikelilingi oleh lautan tandus landskap hampir di mana-mana pasukan memandang.

kadar yang lebih tinggi daripada pertumbuhan fitoplankton sekitar pulau-pulau karang adalah disebabkan oleh nutrien yang dihasilkan daripada penguraian haiwan karang, upwellings perairan yang kaya dengan nutrien yang lebih sejuk ke permukaan, kesan pencampuran gelombang dan arus, dan pemendapan daripada hakisan tanah. Terdapat juga larian manusia yang diperolehi daripada pertanian, pembangunan bandar dan input air sisa, yang semua menambah nutrien ke perairan pantai.

Yang mengambil berat tentang IME atau Darwin Paradox?

fitoplankton mikroskopik memainkan peranan outsize dalam kehidupan laut.

Dengan menukar tenaga matahari ke dalam pertumbuhan tumbuhan, mereka adalah komponen penting dalam lautan kita dan memacu struktur web makanan dan hasil perikanan global akhirnya. Lebih banyak fitoplankton juga bermakna lebih banyak sumber yang kaya tenaga untuk organisma bangunan terumbu karang yang menentukan seni bina terumbu karang tropika, yang memberikan perlindungan untuk pantai-pantai yang berdekatan.

Kepulauan Line Selatan. Produktiviti tinggi bermakna lebih banyak pertumbuhan dan perlindungan karang yang menawarkan perlindungan pantai ke negara-negara pulau dan peningkatan kepelbagaian biodiversiti dan banyaknya. Brian Zgliczynski - Scripps Institusi Oceanografi, San Diego, CaliforniaPeningkatan tahap phytoplankton adalah, bagaimanapun, tidak selalu berita baik. Tahap pengayaan nutrien yang melampau dari larian yang berkaitan dengan pertanian dan aktiviti manusia yang lain telah ditunjukkan biomas fitoplankton ke tahap yang boleh menyebabkan struktur penduduk laut untuk menukar sepenuhnya. Tahap yang tinggi nutrien juga telah membawa kepada mortaliti jisim lebih sensitif, spesies tetapi penting bersama-sama dengan penindasan pertumbuhan karang.

Dengan pemahaman yang lebih baik peranan IME dan kesannya kepada perikanan dan juga kesan-kesan negatif yang tinggi pengayaan nutrien manusia yang diperolehi, negara-negara pulau boleh menumpukan usaha pemuliharaan marin kepada memastikan mereka tidak melebihi muatan sistem terumbu tempatan lalu titik tip tersebut.

Masa depan pulau karang

Perubahan iklim diramalkan menaikkan suhu laut, yang akan menurunkan produktiviti laut yang rendah dengan mengubah cara kitaran lautan kita dan bercampur-campur di seluruh planet ini. Oleh itu IME akan menjadi fenomena yang paling penting untuk difahami ketika kami membangunkan rancangan untuk menyokong ekosistem terumbu karang di masa depan untuk mengelakkan tekanan dari perairan yang lebih panas.

Untuk terus mengeksploitasi perikanan tropika dan terus bergantung kepada terumbu karang untuk melindungi populasi manusia di luar pesisir, penyelidikan harus memberi tumpuan kepada memahami proses-proses yang membuat pulau-pulau karang dan kawasan-kawasan atoll produktiviti. Kita mesti menyelam lebih mendalam kepada soalan Darwin telah meminta beberapa tahun 180 lalu memohon mereka untuk lautan global hari ini dan meramalkan perubahan masa depan.

Peningkatan produktiviti di Palmyra Atoll, Pasifik tengah, Kesan Massa Pulau membawa penghasilan perikanan yang besar ke lautan yang sebaliknya kosong. Gareth J Williams, Sekolah Sains Laut, Bangor University, UK

Tentang Pengarang