Studie deckt die Synchronität auf, die Kelpwälder mit dem Strand verbindet

Die Kelpwälder und Sandstrände des Santa Barbara Channel sind eng miteinander verbunden. Riesentang, die Grundart felsiger Riffe, dient als wichtiger Teil des Nahrungsnetzes am Strand, da sich die Wedel des Riesenalgens aus dem Wald lösen und zum Strand transportiert werden. Aber die Beziehung geht tiefer.

In einem Artikel, der diese Woche in der veröffentlicht wurde Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaftenzeigte ein Team von Wissenschaftlern, dass Kelpwälder mehr können, als nur winzige, hungrige Krebstiere, die im Sand leben, mit Nahrung zu versorgen. Sie können auch die Dynamik des Nahrungsnetzes am Sandstrand beeinflussen.

„Die Menge an Seetang auf dem Riff verändert sich im Laufe der Zeit in einer Weise, dass die Spitzen und Tiefpunkte der Häufigkeit in mehreren Seetangwäldern zusammenpassen“, sagte Hauptautor Jonathan Walter, ein leitender Forscher an der University of California, Davis, und der dortigen Universität Zentrum für Wassereinzugsgebietswissenschaften. „Das bezeichnen wir als Synchronität. Es hängt mit der Fähigkeit von Systemen zusammen, angesichts sich ändernder Umweltbedingungen bestehen zu können. Ein wenig Asynchronität ermöglicht es Systemen, resistenter gegen Schwankungen und daher stabiler zu sein.“

Die Studie deckt die Rolle der Synchronität im Nahrungsnetz am Strand auf, mit weitreichenderen Auswirkungen, da sich das Klima auf eine Weise verändert, die die Art und Weise verändern könnte, wie verbundene Ökosysteme ihre Funktionen erfüllen.

Die Aufdeckung der Rolle der Synchronität in diesen Ökosystemen schließt eine wichtige Wissenslücke in unserem Verständnis der Verbindung von Riff und Strand.

„Der Kelpwald und der Strand sind beide hochdynamische Ökosysteme“, sagte Co-Autorin Jenny Dugan, Küstenökologin an der UC Santa Barbara. „Wie die Dynamik dieser beiden Ökosysteme interagiert und sich verhält, ist hier die entscheidende Frage, insbesondere angesichts der Abhängigkeit des Strandsystems vom Kelpwald.“

Synchron

Obwohl es sich um ein natürliches und allgegenwärtiges Phänomen handelt, sind Synchronität und ihre Auswirkungen noch nicht vollständig verstanden.

Das Forschungsteam wollte verstehen, ob und wie Seetang (Detritus) die Dynamik des Strandökosystems beeinflussen könnte. Wie könnten Arten beispielsweise auf die sich verändernde Umwelt reagieren und wie widerstandsfähig ist das Strandökosystem gegenüber Störungen?

Um diese Fragen zu beantworten, nutzte die Studie Langzeitdaten der UCSB-Website Santa Barbara Coastal Long Term Ecological Research, die von der National Science Foundation unterstützt wird. Das Modell des Teams wurde auf der Grundlage einer Zeitreihe von Wind-, Wellen-, Wrack- und Strandbreitendaten an fünf Sandstränden über einen Zeitraum von 11 Jahren erstellt.

Es offenbarte Muster der Synchronität – wobei die Häufigkeit von Seetang an Stränden dadurch erklärt werden konnte, dass die Häufigkeit von Seetang im Wald, die Wellenbewegung und die Strandbreite gemeinsam schwankten. Über längere Zeiträume hinweg waren die Biomasse des Kelpwaldes und die Strandbreite die größten Ursachen für die Entstehung von Seetangtang an den Stränden.

Strandmelodien

„Wir fanden Zeitverzögerungen in dieser Synchronität, die wichtig waren“, sagte Dugan. „Es war nicht so einfach, dass sich alles gleichzeitig änderte – es war wie separate Lieder oder Melodien, die auf unterschiedliche Weise zusammenkamen. Dadurch wurden die Muster komplexer, weshalb die Art von Analysen erforderlich war, die wir verwendeten.“

Wichtig ist, dass die Forscher herausfanden, dass sich diese Synchronität vom Ozean zur Küste kreuzte. Die Häufigkeit räuberischer Watvögel wie Strandläufer und Regenpfeifer blieb hinter der Ablagerung von Wrack an den Stränden zurück.

„Sobald der Seetang am Strand ist, ernährt er eine äußerst produktive Gemeinschaft kleiner Wirbelloser – Krebstiere und Insekten –, die wiederum ein Lieblingsfutter von Küstenvögeln sind“, erklärte Dugan. Die systemübergreifende Synchronität sei besonders bemerkenswert, da das Strandökosystem so stark auf Kelp-Subventionen angewiesen sei, fügte sie hinzu.

Dynamische Natur

„Die dynamische Natur von Kelpwäldern im Hinblick auf ihre hohe Produktivität und ihren Umsatz ist einzigartig für Ökosysteme, die um Grundarten herum strukturiert sind“, sagte Co-Autor und Küstenökologe Kyle Emery, ein Forscher am UCSB Marine Science Institute.

„Es ermöglicht uns, Veränderungen im Vergleich zu anderen Grundarten um ein Vielfaches zu beobachten und gibt uns die Möglichkeit, viele verschiedene Systemzustände, Prozesse und Funktionen zu beobachten. Dadurch konnten wir diese Fragen der ökosystemübergreifenden Synchronität schneller analysieren.“