Was bedroht marine Ökosysteme mit einer Zunahme kleiner Fischfänge? • Vadim Mokievsky • Science News zu den "Elementen" • Ökologie, Wissenschaft und Gesellschaft

Was bedroht marine Ökosysteme mit einer Zunahme kleiner Fischfänge?

Foto A.V. Chesunova, mit Erlaubnis des Autors

Was sind die Folgen einer Zunahme des Fangs von Kleinfischen, vor allem für die Produktion von Eiweißfuttermitteln und Düngemitteln? Ein internationales Forscherteam hat die Ergebnisse der Modellierung der Nahrungskette in den fünf wichtigsten kommerziellen Gebieten des Ozeans veröffentlicht. Sie kamen zu dem Schluss, dass bereits vorhandene Fangmengen die Zahl der Vögel, Meeressäuger und wirtschaftlich wertvollen Fische deutlich verringern können.

Vor mehr als 10 Jahren haben D. Pauly und Koautoren (Pauly et al., 1998) eine Analyse der Weltfischerei durchgeführt und gezeigt, dass das durchschnittliche trophische Niveau der Fänge im Ozean stetig abnimmt. Die Nahrungspyramide (oder trophische Pyramide) in Meeresökosystemen umfasst 4-5 Ebenen: von Planktonalgen – Produzenten über die Krustentiere, die sich von ihnen ernähren (Zooplankton) bis zu planktonophagen Fischen und Raubfischen. In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts waren die Fänge Räuber und "Super-Räuber" – Fischarten, die auf der 4-5ten Ebene der Nahrungspyramide stehen – wie Kabeljau, Makrele, Thunfisch usw.

Der Anstieg der Fänge in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts war hauptsächlich auf kleine Fische zurückzuführen, die sich von Phyto- und Zooplankton ernährten, also auf dem 2-3. Und nicht auf den 4. – 5. Stockwerken der Nahrungspyramide.Dies sind bekannte Lodde, Sardinen und Sardellen. Ein Teil dieses Fisches kommt an unseren Tisch, aber mehr wird zu Eiweißfutter für Vieh und Geflügel verarbeitet. Weder die Größe noch der Geschmack in einer solchen Verarbeitung ist nicht wichtig. Sie können fast alle Arten fangen, die große Cluster bilden. Dadurch sinkt die durchschnittliche trophische Fangmenge (Abb. 1). Diese Arbeit provozierte eine hitzige Diskussion, die bis heute andauert. Gegenstand der Kontroverse sind sowohl Berechnungsmethoden (siehe z. B. Caddy J.F., et al., 1998) als auch mögliche Umweltfolgen der Reduzierung der Trophie der Fänge.

Abb. 1. A – eine Grafik, die einen allmählichen Rückgang des durchschnittlichen trophischen Niveaus der Fänge darstellt (aus dem Artikel Pauly et al., 1998). B – Veränderung des durchschnittlichen trophischen Fangs in den Jahren 1984-1999. ohne Marikultur (aus Artikel Pauly et al., 1998a). Obere Kurve auf der Grafik – Welt fängt im Meer (rechte Achse, Millionen Tonnen pro Jahr)

Was passiert, wenn ein Massenfang von Kleinfischen stattfindet, zeigte sich ein trauriges Naturexperiment in der Barentssee. In den späten 1970er – Anfang der 1980er Jahre überstieg der Fang von Lodde 1,5 Millionen Tonnen pro Jahr, der Bestand wurde reduziert, und 1986-87. es gab einen Zusammenbruch der Artenzahl auf den höchsten trophischen Ebenen.Dies zeigte sich am deutlichsten in den Kolonien der Seevögel von East Murman, wo die Anzahl der feinkörnigen Kairs um das Achtfache sank (Krasnov et al., 1995; Hjermann et al., 2004).

Abb. 2 Auf der linken Seite – Bestand (Linie) und fangen (Beiträge) Lodde in der Barentssee 1965-2009. (Angaben auf der Website des Monitoring-Systems für Fischereiressourcen der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen – FAO). Auf der rechten Seite – Die Dynamik der Anzahl der dünn-billed (1) und dick-billed (2) kair in den Basaren der Insel Kharlov. Abb. aus: Krasnov et al., 1995

Ähnliche Bilder werden von Zeit zu Zeit in verschiedenen Bereichen des Ozeans beobachtet. Ein Versuch, ein allgemeines Muster des Ökosystemverhaltens während der Entfernung von Schlüsselarten auf den mittleren "Etagen" der Nahrungspyramide zu finden, ist das Thema der Arbeit von Anthony Smith und Co-Autoren (Smith et al., 2011). Anhand einer Reihe von Modellen für die fünf am intensivsten untersuchten Bereiche der Intensivfischerei versuchten die Autoren, die Auswirkungen kleiner Planktonophago-Anfälle auf die Ökosysteme zu untersuchen – Schwarmfische und Krill, die sich von Phyto- und Zooplankton ernähren. Drei dieser Gebiete sind mit Auftriebsgebieten verbunden, wo das Aufsteigen aus der Tiefe des Wassers Stickstoff und Phosphor mit sich bringt und eine hohe Produktivität von Phytoplankton, Zooplankton und Fisch ermöglicht.In allen fünf Gebieten werden Fische in der zweiten oder dritten trophischen Ebene geerntet: in der Nordsee ist es eine Rennmaus, im peruanischen Auftriebsgebiet ist es Sardelle, in anderen Gebieten gibt es verschiedene Arten von Sardinen und Sardellen, sowie andere kleine Planktonophagen.

Abb. 3 Karte mit markierten Studienbereichen. Von links nach rechts: Auftriebsgebiet Kalifornien (kalifornische Strömung), peruanisches Auftriebsgebiet (Northern Humboldt), Nordsee (Nordsee), Benguela Auftriebsgebiet (Southern Benguela), Südostaustralien (SE Australia). Auf der Seitenleiste – Fang von kleinen pelagischen Fischen und Tintenfischen, die Hauptressource für höhere trophische Ebenen. Abb. aus dem Artikel in Frage Wissenschaft

Drei Modelle (OSMOSE – Abb. 4, Ecopath mit Ecosim und Atlantis) wurden in der Arbeit verwendet, die verwendet werden, um Fänge vorherzusagen, deshalb werden sie genau kalibriert und wiederholt auf verschiedene Arten getestet. Um die mit den Merkmalen eines bestimmten Modells verbundene Subjektivität für jede Region zu vermeiden, wurden die Berechnungen an mindestens zwei von ihnen wiederholt. Ein Diagramm eines der Modelle ist in Abb. 4. Die anderen beiden sind ähnlich organisiert, unterscheiden sich jedoch in der räumlichen Auflösung und der Menge der berücksichtigten Parameter.

Abb. 4 Schema des OSMOSE-Modells. Auf der rechten Seite – eine Einheit zur Berechnung der Menge an verfügbarem Futter für Planktonofagov (Modell ROMS). Anhand von Daten zu Umweltparametern (Temperatur, Mineralstoffversorgung usw.) berechnet er die Planktonmenge, die für planktonfressende Fische zur Verfügung steht. Auf der linken Seite – ein Block von Fischzahlen. Für jede Spezies berechnet sie die Abundanz basierend auf der Menge an verfügbarem Futter, der Raubfischpresse, der Fischerei und dem Bruterfolg. Abb. von www.meece.eu

Die Simulationsergebnisse zeigten, dass sich negative Effekte auf höheren trophischen Ebenen zeigen, wenn etwa die Hälfte der Biomasse der Planktonophagenarten entfernt wird. Leider ist dies das Niveau, das den aktuellen Fangquoten für viele der untersuchten Arten entspricht.

Abb. 5 Berechnungsergebnisse für fünf Bezirke (siehe Abb. 4) anhand von drei Modellen. Die erwarteten Auswirkungen, die sich aus der Entfernung einer der 10 Schlüsselarten der niedrigen trophischen Ebene (Hering, Wüstenrennmaus, Sprotten, Sardinen, Makrelen, Sardellen, mesopelagische Fische, rote Augen, Heringe und auch Krill – große Planktonkrebstiere) ergeben, werden gezeigt. Abszisse Achse – Erhöhung der Fangintensität (in% der Populationsgröße ohne Fischerei, dh ein Wert von 50% bedeutet die Entfernung der Hälfte der Population der Art und 100% bedeutet ihre vollständige Zerstörung im Bereich der Fischerei). Y-Achse – der Anteil der Gruppen höherer trophischer Ebenen reduzierte ihre Zahl um mehr als 40% infolge der Detonation des Nahrungsangebots. Unter "Gruppe" versteht man die Liste der im Modell enthaltenen Objekte mit unterschiedlichen Detaillierungsgraden: Arten für Feldobjekte, größere Assoziationen ("Möwen", "Haie", etc.) – für nichtkommerzielle. Für jedes Modell und jede Region ist die Anzahl der Gruppen festgelegt. Abb. aus dem Artikel in Frage Wissenschaft

Die Modelle weisen auch darauf hin, dass die Auswirkungen von Planktonophago-Anfällen in verschiedenen Bereichen unterschiedlich ausgeprägt sind. Besonders gefährdet sind jene Ökosysteme, in denen der größte Teil der Planktonproduktion "nach oben" durch eine kleine Anzahl von Arten verläuft, wie zum Beispiel vor der peruanischen Küste, wo die peruanische Sardelle die wichtigste kommerzielle Spezies ist und einen wesentlichen Teil der Biomasse aller Fische ausmacht. Für diese Region zeigen beide Modelle signifikante Veränderungen auf höheren trophischen Ebenen, selbst wenn kleine Mengen von Schlüsselarten entfernt wurden.Im Ökosystem der Nordsee, wo es auf den mittleren "Etagen" der Nahrungspyramide keine so ausgeprägte Dominanz einer Art gibt, haben Räuber die Möglichkeit, von einer Ressource zur nächsten zu wechseln.

Quelle: Anthony D. M. Smith, et al. Auswirkungen von kostengünstigen Arten auf marine Ökosysteme // Wissenschaft. 2011. V. 333. V. 1147-1150. DOI: 10.1126 / science.1209395.

Zusätzliche Literatur:
1) Daniel Pauly, Villy Christensen, Johanne Dalsgaard, Rainer Froese, Francisco Torres Jr. Angeln unten Marine Food Webs // Wissenschaft. 1998. V. 279. V. 860-863. DOI: 10.1126 / science.279.5352.860.
2) J. F. Caddy, J. Csirke, S. M. Garcia, R. J. R. Grainger. Wie weit verbreitet ist "Angeln Marine Marine Foods"? // Wissenschaft. 1998. V. 282. S. 1383a. DOI: 10.1126 / science.282.5393.1383a.
3) Daniel Pauly, Rainer Froese Villy Christensen. Antwort auf "Wie weit verbreitet ist das Fischen von marinen Nahrungsnetzen?" // Wissenschaft. 1998a. V. 282. P. 1383a. DOI: 10.1126 / science.282.5393.1383a.
4) Daniel Pauly, Maria-Lourdes Palomares. Peruvian Angeln, als wir dachten Bulletin der Meereswissenschaften. 2005. V. 76 (2). P. 197-211.
5) Hjermann D. Ø., Et al. Wettbewerb der Barentssee-Lodde // PNAS. 2004. V. 101 (32). P. 11679-11684.
6) Fischerei in der russischen Barentssee und im Weißen Meer: Ökologische Herausforderungen (PDF, 414 Kb).
7) Krasnow, Yu. V. und andere 1995. Murmansche Meereskolonialvögel. SPb. "Wissenschaft". 222 s.

Siehe auch:
1) Aufgrund des Krillmangels sinkt die Anzahl der Pinguine, "Elements", 19.05.2011.
2) Durch die Düngung der Oberflächengewässer der Ozeane erhalten die Wale eine hohe Phytoplankton-Produktion, Elements, 12/13/2010.
3) In den Ozeanen wird weniger Phytoplankton, "Elements", 08.08.2010.
4) Der kleine Fisch unterstützt die Produkte des einst unterminierten Ökosystems "Elements", 23.07.2010.

Vadim Mokiewski


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