Es wird schwierig sein, den Zusammenbruch der Mooswälder in Nordkalifornien rückgängig zu machen

Satellitenbilder zeigen, dass die von Mooswäldern vor der Küste Nordkaliforniens bedeckte Fläche um mehr als 95 Prozent reduziert ist und nur noch wenige kleine, isolierte Stiermoosstücke übrig sind. Die artenreichen Mooswälder wurden durch “Kastanienfässer” ersetzt, in denen lila Seeigel einen Meeresboden ohne Algen und andere Algen bedecken.

Eine neue Studie, die von Forschern der UC Santa Cruz durchgeführt wurde, dokumentiert diese dramatische Veränderung im Küstenökosystem und analysiert die Ereignisse, die dazu geführt haben. Dies war kein allmählicher Rückgang, sondern der plötzliche Zusammenbruch des Mooswald-Ökosystems, Teil einer Reihe von Ereignissen, die zusammenkamen, um Algenwälder nach der ungewöhnlichen Erwärmung des Ozeans zu zerstören, die 2014 an der Westküste einsetzte.

Die Studie, die am 5. März in der Zeitschrift Communications Biology veröffentlicht wurde, zeigt, dass Algenwälder im Norden von San Francisco gegen vergangene Überhitzungsereignisse resistent sind und andere starke Hitzewellen im Meer und El Niño-Ereignisse überleben. Der Verlust des Sonnenblumen-Seesterns, eines der Hauptkastanien-Raubtiere aufgrund der Krankheit, die den Abfall des Seesternes verursachte, ließ die Algenwälder in Nordkalifornien jedoch ohne die Raubtiere der Seeigel zurück, die die Seetangweiden sind.

“Es gab viele Unterbrechungen, die auf einmal zu diesem Zusammenbruch führten, und das System wird in diesem veränderten Zustand fortgesetzt”, sagte die Erstautorin Meredith McPherson, eine Doktorandin der Ozeanwissenschaften an der UC Santa Cruz. “Dies ist ein natürlich dynamisches System, das in der Vergangenheit wirklich resistent gegen extreme Ereignisse war, aber der Tod von Sonnenblumensternen führte dazu, dass die Widerstandsfähigkeit des Ökosystems abnahm. Infolgedessen kombinierten sich die Algenwälder, die Meereshitzewelle und das El Niño-Ereignis zusammen mit dem Aufruhr der Seeigel. “

Die Forscher verwendeten Satellitenbilder aus den Landsat-Missionen des US Geological Survey aus dem Jahr 1985, um historische Veränderungen in der Mooswald-Überdachung zu bewerten.

Bull Seetang ist das dominierende Moos, das nördlich der Bucht von San Francisco einen Baldachin bildet, wobei im Süden Riesenmoos vorherrscht. Beide Arten gedeihen, wenn kaltes, tiefes Wasser, das stark ansteigt, Nährstoffe an die Oberfläche entlang der Küste bringt. Meereshitzewellen und El Niño-Ereignisse unterdrücken den Anstieg am Ufer, was zu warmem Wasser und niedrigen Nährstoffbedingungen führt, unter denen Algen schlecht wachsen.

“Es gab große Veränderungen, als ein zuvor mächtiger El Niño die Algenbedeckung erheblich reduzierte, aber in der Vergangenheit kam sie immer wieder zurück”, sagte Raphael Kudela, Professor für Meereswissenschaften und Vizepräsident an der UC Santa Cruz. “Was diesmal anders war, war der Verlust an Widerstand – die Kombination aus Erwärmung des Ozeans und dem Verlust von Seesternen ermöglichte es den Kastanien, die Kontrolle zu übernehmen.”

Die Seesternverschwendungskrankheit trat erstmals 2013 auf und betraf alle Arten von Seesternen entlang der Westküste. Der Sonnenblumen-Seestern gehörte zu den am stärksten betroffenen Arten und wurde kürzlich von der Internationalen Union für Naturschutz als vom Aussterben bedroht eingestuft.

Ende 2014 erlebte er die Entstehung einer ungewöhnlichen marinen Hitzewelle im Nordostpazifik, die als “Tropfen” bezeichnet wurde, als sie sich 2015 an der Westküste ausbreitete. Zur gleichen Zeit begann sich ein starkes El Niño-Ereignis zu entwickeln, und das warme Wasser fließt vom Süden bis zur Küste. Warmes Wasser fiel mit der Zunahme der Seeigelpopulationen entlang der Nordküste zusammen.

“Die Ausrichtung all dieser Ereignisse führte zu einem unglaublich dramatischen Algenverlust”, sagte Kudela.

Seetangwälder sind entlang der kalifornischen Küste zurückgegangen, jedoch nicht im gleichen Maße wie Nordkalifornien. Bull Moos ist eine einjährige Art, die jedes Jahr wächst und daher anfälliger für diese Stressfaktoren ist als Riesentang. Ein weiterer entscheidender Unterschied in Nordkalifornien ist das Fehlen anderer Kastanien-Raubtiere wie des Otters, der in Monterey Bay Flecken gesunder Mooswälder hält.

“Seeotter wurden seit dem 19. Jahrhundert nicht mehr an der Nordküste gesehen”, sagte McPherson. “Soweit wir in den letzten 35 Jahren in Satellitendaten beobachtet haben, funktionierte Seetang ohne Sonnenotter gut, solange wir Sonnenblumensterne haben. Sobald sie verschwunden waren, gab es keine Kastanien-Raubtiere mehr im System.”

Für die Zukunft bedeutet dies, dass die Chancen, die Seetangwälder in Nordkalifornien zurückzugewinnen, gering sind, wenn nicht Sonnenblumen-Seesterne oder ein anderer Kastanienjäger in das System zurückkehren. Selbst wenn die Temperatur und die Nährstoffbedingungen gut für das Algenwachstum sind, wird es neuen Moospflanzen schwer fallen, in die Mitte der Kastanien zu gelangen.

Taucher haben einige Anstrengungen unternommen, um Kastanien aus ausgewählten Gebieten manuell zu extrahieren und zu prüfen, ob dies zur Algenwiederherstellung beitragen kann. Ein Ausbruch der Seeigelkrankheit könnte möglicherweise zum Massentod von Seeigeln führen und Algen eine Chance geben, sich zu erholen. Laut McPherson wird es ohne einen Mechanismus zur Reduzierung der Kastanienpopulationen schwierig sein, Mooswälder wiederherzustellen und zu erhalten.

“Derzeit wird viel über die besten Managementstrategien für die Zukunft geforscht und diskutiert”, sagte er. “Es ist wichtig, das gesamte System zu verstehen und zu überwachen. Wenn wir Restaurierungsarbeiten durchführen wollen, müssen wir dies tun, wenn die Temperatur und die Nährstoffbedingungen für die Algen geeignet sind.”

Kudela sagte, dass die Meerestemperaturen entlang der Küste abkühlten, nachdem sie seit 2014 über dem Normalwert geblieben waren. “In diesem Jahr beginnen sich die Meerestemperaturen endlich abzukühlen, und wir hoffen, dass sie sich auf natürliche Weise umkehren und die Algen wieder schließen können”, sagte er. “Wir können nicht viel tun, als weiterzusehen. Natürlich besteht die langfristige Lösung darin, unsere CO2-Emissionen zu reduzieren, damit wir diese extremen Ereignisse nicht haben.”