Simple Science

Ciência de ponta explicada de forma simples

# Biologia# Ecologia

Mudanças nos Ecossistemas Marinhos de Newfoundland e Labrador

Explorando as mudanças na vida marinha por causa da pesca e das mudanças climáticas.

Alannah Wudrick, P. Regular, J. Tam, D. Belanger, T. Eddy

― 10 min ler


Mudanças no ecossistemaMudanças no ecossistemaem Newfoundland eLabradorclimáticas na vida marinha.Analisando o impacto das mudanças
Índice

Os ecossistemas marinhos são muito complexos e podem mudar por diversos fatores. Esses fatores podem ser divididos em duas categorias: processos de baixo para cima e forças de cima para baixo. Os processos de baixo para cima vêm das condições ambientais, como temperatura da água e níveis de nutrientes. Já as forças de cima para baixo estão principalmente ligadas a predadores e atividades de pesca. Essas influências podem afetar de maneira significativa a saúde e a composição dos ecossistemas marinhos.

O Impacto das Mudanças Climáticas e da Pesca

As pescarias e as mudanças climáticas podem causar mudanças rápidas nos ecossistemas marinhos. Quando as espécies são superexplotadas ou quando as condições ambientais mudam rapidamente, isso pode desestabilizar o equilíbrio do ecossistema. Essas mudanças podem ser difíceis de prever. No entanto, abordagens de gestão que consideram as mudanças climáticas e fatores ambientais podem ajudar a se preparar para essas mudanças.

A gestão de pescarias baseada em ecossistemas (EBFM) tenta gerenciar as populações de peixes enquanto também considera a saúde de todo o ecossistema. Essa abordagem é diferente do foco tradicional em espécies individuais de peixes. Em vez de confiar em avaliações de espécies únicas, a EBFM analisa todas as espécies e suas interações. De forma semelhante, a abordagem de ecossistema na gestão de pescarias (EAFM) integra fatores do ecossistema dentro de avaliações de espécies únicas. Tanto a EBFM quanto a EAFM são mais adequadas para lidar com eventos climáticos inesperados, como ondas de calor marinhas, do que as estratégias de gestão tradicionais.

Mudanças Históricas em Terra Nova e Labrador

O ecossistema marinho em Terra Nova e Labrador passou por mudanças significativas no início dos anos 1990. Espécies-chave como o capelim e o bacalhau do Atlântico colapsaram, levando a mudanças ecológicas extensas. A superpesca, combinada com temperaturas mais frias do oceano, contribuiu para esse colapso. Em resposta, uma proibição de pesca de peixes de fundo foi introduzida em 1992, impedindo a captura de bacalhau do Atlântico e espécies relacionadas. Isso permitiu que outras populações, como o caranguejo do snow e o camarão do Norte, prosperassem entre meados e final dos anos 1990. Muitos pescadores mudaram seu foco para capturar esses invertebrados.

Desafios na Recuperação do Bacalhau

Havia várias razões pelas quais a população de bacalhau do Atlântico teve dificuldades para se recuperar. Uma ideia era que a população crescente de focas do anel estava consumindo muitos bacalhaus. Outro fator foi a redução da disponibilidade de capelim, que é uma fonte de alimento essencial para o bacalhau. A dinâmica da população de capelim não é totalmente compreendida, mas parece estar intimamente ligada às floração de fitoplâncton na primavera, que afetam a abundância do zooplâncton que o capelim se alimenta.

Embora os números de capelim tenham permanecido baixos, alguns bacalhaus começaram a se recuperar, o que permitiu a revogação da proibição de pesca comercial do bacalhau do Norte. Enquanto isso, a dominância de invertebrados diminuiu desde o final dos anos 2010, e a comunidade de peixes de fundo mostrou uma recuperação modesta.

A Complexidade dos Ecossistemas Dinâmicos

Ecossistemas dinâmicos podem ser difíceis para a gestão das pescarias. As populações de peixes podem mudar rapidamente devido a condições ambientais. Melhorar o conhecimento sobre a estrutura e a função do ecossistema pode ajudar os gerentes de pesca a planejar essas mudanças. Compreender esses sistemas exige ferramentas como modelos de ecossistema.

Os modelos de ecossistema para a região de Terra Nova e Labrador analisaram o ecossistema antes e depois do colapso de espécies-chave, assim como durante períodos de altas populações de invertebrados. No entanto, ainda não está claro como a estrutura e a função do ecossistema variam entre diferentes regiões e ao longo do tempo, especialmente à medida que as populações de peixes de fundo aumentam enquanto os números de invertebrados diminuem.

Área de Estudo: Terra Nova e Labrador

A plataforma de Terra Nova e Labrador é uma região de prateleiras rochosas subaquáticas na costa nordeste do Canadá. Essa área é influenciada por águas frias que vêm da Corrente de Labrador, que transporta água doce do derretimento de geleiras no Ártico. Essa água fria desempenha um papel essencial nas condições ambientais das prateleiras e varia com as estações e os anos.

Os Grand Banks, por outro lado, são uma série de áreas rasas de areia e lama usadas para diversas atividades, incluindo pesca e produção de petróleo. As águas aqui se misturam com correntes mais quentes do Gulf Stream, o que ajuda a promover a produtividade na região.

Desenvolvendo Modelos de Ecossistema

Os ecossistemas da plataforma de Terra Nova e Labrador e dos Grand Banks foram modelados usando um software chamado Ecopath with Ecosim. Esse software ajuda a analisar o fluxo de energia e biomassa dentro do ecossistema. Cada modelo fornece uma visão da estrutura e função do ecossistema. Esses modelos requerem uma quantidade suficiente de biomassa na base da cadeia alimentar para suportar a biomassa no topo, com base em quanto energia é produzida e consumida.

Para manter os modelos gerenciáveis, espécies com características semelhantes foram agrupadas. Esse processo simplifica a análise, mas ainda permite compreender como diferentes espécies interagem dentro do ecossistema.

Fontes de Dados e Balanceamento de Modelos

As estimativas de biomassa para as populações de peixes vieram de várias pesquisas e avaliações. Onde as taxas de consumo específicas não estavam disponíveis, foram feitas suposições com base nas melhores práticas. Informações sobre dieta foram coletadas de pesquisas para avaliar o que diferentes espécies estavam comendo. O processo de balanceamento dos modelos envolveu ajustar parâmetros com maior incerteza primeiro, garantindo que os modelos refletissem com precisão o ecossistema.

Identificando Grupos Funcionais

Nos modelos, grupos funcionais foram identificados, representando diferentes tipos de vida marinha, incluindo peixes, mamíferos e invertebrados. Cada grupo desempenha um papel único na teia alimentar e contribui para a saúde geral do ecossistema. Para mamíferos marinhos, diferentes grupos foram categorizados com base em suas fontes de alimento primárias, com detalhes sobre sua biomassa calculados com base em estimativas populacionais.

Analisando a Estrutura e Função do Ecossistema

Os modelos identificaram vários grupos funcionais, mostrando quais espécies estavam em diferentes níveis tróficos dentro da cadeia alimentar. Em ambas as regiões, o fluxo de energia era principalmente entre os três primeiros níveis tróficos. Curiosamente, enquanto a biomassa de peixes e invertebrados era um pouco maior na plataforma de Terra Nova e Labrador, a biomassa de fitoplâncton era maior nos Grand Banks.

A diversidade de espécies capturadas pela pesca também diferiu entre as regiões. As capturas de invertebrados formaram uma parte maior da captura total na plataforma de Terra Nova e Labrador, enquanto os Grand Banks tiveram uma captura total de invertebrados maior.

Análise de Impacto Trófico Misto

A análise de impacto trófico misto demonstrou a interconexão do ecossistema. Mostrou que as espécies predadoras geralmente se beneficiavam de suas presas, e aquelas com baixa biomassa tinham menos impacto sobre os outros. Por exemplo, predadores de topo como baleias e focas afetam positivamente espécies de médio nível que podem não ser sua dieta principal.

Mudanças ao Longo do Tempo

Entre os anos 1980 e o final dos anos 2010, os ecossistemas marinhos passaram por várias mudanças. No geral, a biomassa e as capturas diminuíram de 1985-1987 para 2018-2020, com alguns grupos vendo variações em sua abundância. Por exemplo, a população de capelim viu um declínio, impactando as espécies que dependem dele para se alimentar.

As mudanças constantes destacam a rápida evolução desses ecossistemas. O declínio de certas espécies de peixes pode impactar outras e levar a mudanças na estrutura geral do ecossistema.

O Papel das Espécies de Forragem

Peixes forrageiros, como o capelim, são fundamentais para conectar níveis tróficos mais baixos e mais altos nos ecossistemas marinhos. Esses peixes desempenham um papel chave na teia alimentar e são essenciais para a sobrevivência de predadores maiores, incluindo baleias e focas. A migração sazonal dos predadores é influenciada pela presença do capelim. O declínio das espécies de forragem pode levar a mudanças nas dietas dos predadores, impactando todo o ecossistema.

Ecossistemas Dinâmicos e Gestão

Ecossistemas altamente dinâmicos podem ser desafiadores de gerenciar. As experiências em Terra Nova e Labrador se assemelham a situações em outras regiões, como o Mar de Barents. Nesses casos, as estratégias de gestão da pesca incluíram focar nos rendimentos a nível de ecossistema em vez de em espécies únicas.

Uma abordagem semelhante pode ser útil em Terra Nova e Labrador, especialmente com a ideia de proibir a captura de certas espécies para apoiar esforços de recuperação.

Limitações dos Modelos

Embora os modelos forneçam insights úteis, eles não estão isentos de limitações. A variabilidade sazonal e anual pode introduzir erros. Os modelos apresentam taxas médias, que podem não capturar toda a gama de flutuações ao longo do ano. Essa variabilidade pode surgir de fatores como padrões de migração e mudanças ambientais.

Erros de observação também podem ocorrer devido a métodos de amostragem que podem não representar com precisão todas as espécies, especialmente peixes menores. Além disso, a complexidade dos ecossistemas pode levar a desafios ao estimar parâmetros para espécies menos estudadas.

Aplicações Futuras

Para apoiar a recuperação das populações superexplotadas, é crucial manter taxas de captura baixas, especialmente para peixes forrageiros. Uma compreensão das condições que contribuem para a recuperação das espécies permitirá que as estratégias de gestão sejam mais eficazes.

Explorar vários cenários dentro dos modelos de ecossistema poderia gerar informações valiosas sobre como facilitar os esforços de recuperação. Compreender a interação entre fatores ambientais, interações entre espécies e pescarias pode ajudar a desenvolver práticas de gestão eficazes, especialmente à medida que os ecossistemas continuam a evoluir devido às mudanças climáticas.

Conclusão

O estudo dos ecossistemas marinhos em Terra Nova e Labrador destaca a complexidade e a interconexão das espécies dentro desses ambientes. À medida que ocorrem mudanças devido às mudanças climáticas e práticas de pesca, os esforços de gestão devem se adaptar e considerar todo o ecossistema em vez de focar apenas em espécies individuais. Com abordagens cuidadosas, pode ser possível apoiar a recuperação e manter a saúde desses ambientes marinhos vitais.

Fonte original

Título: Rapid ecosystem change after the cod collapse in Newfoundland & Labrador

Resumo: The cod collapse of Newfoundland and Labrador in the early 1990s was predicated by collapses of the key forage fish species in the region, capelin, and the wider groundfish community. After these collapses, rapid changes in ecosystem structure and function have been observed. From the early 2000s to mid 2010s, invertebrates dominated ecosystem biomass and the snow crab fishery became important to the region. During the late 2010s, invertebrates declined as groundfish stocks increased, although not to pre collapse levels. We developed two ecosystem models representing 1) the Grand Banks and 2) the Newfoundland and Labrador Shelf ecosystem structure and function for 2018-2020. We compared these models with existing ecosystem models that represent the combined Grand Banks and Newfoundland and Labrador Shelf ecosystem for the pre collapse (1985-1987) and invertebrate dominated (2013-2015) periods. Variability in primary productivity, species biomass, and catch reveal that the two model regions are distinct in ecosystem structure and function. Primary and secondary production has increased in the most recent period, however capelin biomass - an important factor for cod recovery - has remained low. Harp seals play a strong top-down ecosystem role and may be contributing to impaired cod recovery. Since the decline in capelin abundance, Arctic cod became an important alternative prey on the Newfoundland and Labrador Shelf region compared to reliance on sand lance and squid on the Grand Banks. Capelin has not shown signs of recovery in either region. Overall, the ecosystem structure in 2018-2020 in both regions is closer to the pre-collapse state than it was in 2013-2015, and the rapid change indicates that the system is highly dynamic.

Autores: Alannah Wudrick, P. Regular, J. Tam, D. Belanger, T. Eddy

Última atualização: 2024-10-25 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.22.619726

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.22.619726.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

Obrigado ao biorxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.

Artigos semelhantes