Table of Contents
إن التغيرات الموسمية هي من بين أقوى القوى التي يمكن التنبؤ بها والتي تشكل النظم الإيكولوجية البحرية في جميع أنحاء العالم، والتي تؤدي إلى تغيرات في الإشعاع الشمسي ودرجات الحرارة والتداول الجوي، وهذه التحولات تُحدث سمة معقدة للعمليات البيولوجية والفيزيائية في المحيط، ومن الهجرة الواسعة للكثافة الحيتانية إلى الزهرة الدقيقة لمصائد الأسماك، فإن كل مستوى من مستويات الحياة البحرية يتحول إلى موسم متسارع.
وتؤثر التحولات الموسمية على درجة حرارة المحيطات، والملوحة، والتغلغل الخفيف، والتقلب المغذي، وهذه العوامل الحيوية، بدورها، تُملي توزيع الكائنات البحرية وسلوكها، كما أن تذبذب المياه السطحية الراقية، مثلا، ظاهرة معروفة جيدا في المياه المعتدلة والأعمدة القطبية، حيث يؤدي ارتفاع ضوء الشمس وتوافر المواد الغذائية إلى حدوث انفجار سريع لنمو الفول السوداني.
ومع ذلك، فإن استقرار هذه الأنماط الموسمية يتعرض للخطر، إذ أن ارتفاع درجات الحرارة العالمية يسبب في ربيع سابق في مناطق كثيرة، ويؤخر الشتاء، ويزيد من تواتر الأحداث الجوية الشديدة، ويخل هذا التحول بالعلاقات الإيكولوجية المدروسة جيدا التي تطورت على مدى آلاف السنين، وتبحث هذه المادة آثار التحولات الموسمية على النظم الإيكولوجية البحرية، وتستكشف الاستجابات على مستوى الأنواع، والتغيرات في ظروف المحيطات، والتباينات الإقليمية، وتضع آثارا أوسع نطاقا على عمليات الحفظ التي أجريت مؤخرا.
الآثار على الأنواع البحرية
كما أن الكائنات البحرية قد تطورت دورات حياة مقترنة بشدة بالكيبات البيئية الموسمية، فالطبيعة والصور (طول النهار) والغذاء المتاح هي الإشارات الرئيسية التي تؤدي إلى أحداث بيولوجية رئيسية مثل الإنجاب والهجرة والمبيت، مثلاً، العديد من أنواع الأسماك التي تُصب أثناء نوافذ محددة عندما تكون درجات الحرارة في المياه أمثل بالنسبة لبقاء البيض والزهور في شمال الأطلسي.
وتؤثر التغيرات التي طرأت على توقيت هذه الأحداث المعروفة بالتحولات الثمينية على الديناميات السكانية، وإذا حدث التبشير في وقت مبكر جداً أو متأخر جداً، فإن اليرقات قد تفوت نافذة الأغذية الحرجة، مما يؤدي إلى انخفاض معدلات البقاء.() وقد نُشرت دراسة في تغير المناخ القطبي ()
كما أن أنماط الهجرة تتعرض للاضطرابات، إذ أن العديد من الحيوانات البحرية، بما في ذلك الحيتان، والسلاح البحري، والأسماك، تهاجر موسمياً لاستغلال مناطق التغذية الغنية أو للوصول إلى مواقع التوالد، ويمكن أن تؤدي التغيرات في درجة حرارة المحيطات والتيارات إلى تغيير توقيت هذه الرحلات ونجاحها، وعلى سبيل المثال، فإن الهجرة الشمالية للحوت اليميني في شمال المحيط الأطلسي تتأثر بالتوزيع الموسمي لظروفها الرئيسية([FLT:
كما أن دورات التفريغ في الطيور البحرية والثدييات البحرية حساسة أيضاً إزاء التغيرات الموسمية، ويعتمد العديد من الأنواع على فترات يمكن التنبؤ بها من ارتفاع وفرة الأغذية لإطعام صغارها، وعلى سبيل المثال، فإن النجاح في إنتاج الكتيواك الأسود في بحر الشمال يرتبط ارتباطاً وثيقاً بتوقيت قمة الحدائق الجليدية في الربيع، وفي السنوات التي تجتاز فيها درجة الحرارة في منطقة القطب الجنوبي، قد تحدث في وقت مبكر
وفيما يتجاوز نطاق علم الصيد، فإن التحولات الموسمية تؤثر أيضا على توزيع الأنواع البحرية ووفرتها، إذ إن العديد من سكان الأسماك ينتقلون إلى المياه العميقة بحثا عن درجات حرارة أكثر برودة، وقد يكون متوسط تأثيرات الصيد في المناطق البحرية التي كانت مهيأة في عام 2019، [مرتفعة الغطاء الحرجي: 1] [مرتفعة السلسلة].
الاستجابات الفيزيولوجية للمصابين بالبحار
كما تواجه الكائنات البحرية تحديات فيزيائية من تغير الظروف الموسمية، إذ أن العديد من الأنواع تضيق نطاقات التسامح الحراري، ويمكن أن ترتفع درجات الحرارة الموسمية إلى ما يتجاوز حدودها، وتزداد شعاب المرجان ضعفاً: فعندما تتجاوز درجات حرارة المياه الحدود الصيفية العادية، بل وحتى 1-2 درجة مئوية، تطرد الخلايا الجامدة من الطحالب الكيمبيولوجية، مما يتسبب في تذبذبها.
وبالنسبة للأنواع المخففة الباردة مثل كريل القطب الجنوبي وكوكب القطب الشمالي، فإن الشتاء المدفأ وفقدان الجليد في وقت سابق يقلل من الموئل الحرج، ويتوقف الكريل، وهو نوع من أنواع الحجر الرئيسية في المحيط الجنوبي، على الجليد البحري للتغذية، وعلى الملاذ من المفترسات، وقد انخفض معدل تجنيد الكرايل، مما يؤثر على شبكة الأغذية بأكملها من البطريق إلى الحيتان، كما أن الكوكيز القطبي الذي يتكيف في ظل الجليد البحري.
الأثر على الأحوال البحرية
فالتحولات الموسمية تغير جذرياً الخصائص الفيزيائية والكيميائية لمياه المحيطات، التي تؤثر بدورها على الإنتاجية البيولوجية وهيكل النظام الإيكولوجي، والدرجة المتغيرة الموسمية الأكثر وضوحاً: المياه السطحية دافئة في الصيف وبرد في الشتاء، مع تفاوت حجم التغير في المناطق المتقلبة، يمكن أن تتجاوز درجة الحرارة الموسمية هذه 10 درجات مئوية، بينما لا تتجاوز في المناطق المدارية سوى 2-3 درجة مئوية.
خلال الشتاء، تُعزز التبريد والعواصف التمزيق الرأسي، وجلب المياه العميقة الغنية بالمغذيات إلى السطح، و عندما يصل الربيع، يُحدث ارتفاع في ضوء الشمس والاحترار طبقة مستقرة ومتداخلة (الطبقة المختلطة) حيث يمكن للخلايا الفولطية أن تزدهر، وينتشر ارتفاع فترة الربيع أكثر النتائج وضوحاً لهذه العملية،
كما تتباين المرتبات في فصل واحد، لا سيما في المناطق الساحلية التي تتأثر بهرولة الأنهار، ويزيد حجم الأمطار في الربيع من مدخلات المياه العذبة، ويخفض الملوحة في المصب والمناطق الساحلية، ويمكن أن يخلق هذا التدرج طبقة سطحية منخفضة في المغذيات، مما يؤثر على نمو البستنة، وعلى العكس من ذلك، فإن الأمطار الموسمية في المناطق المدارية يمكن أن تؤدي إلى تغيير جذري في التكديس والعلف.
إن ديناميات المغذيات هي ضربة قلب إنتاجية النظم الإيكولوجية البحرية، فالارتفاع الموسمي، الذي يحركه الرياح التي تبعد المياه السطحية عن السواحل، يجلب المياه العميقة الغنية بالمغذيات إلى السطح، كما أن نظم التنشئة الرئيسية - مثل تلك الموجودة في كاليفورنيا وبيرو وجزر الكناري - هي عوامل أساسية للحفاظ على كثافة مصائد الأسماك الهائلة، وكثيرا ما تكون لهذه الأحداث التوطينية نمطا موسميا، حيث تتحول من حيث التوقيت والصيف.
ومن أكثر النتائج المأساوية للأوضاع البحرية المتغيرة ارتفاع معدلات الطحالب الضارة، حيث أن بعض أنواع الأسماك التي تنمو من البستنة، والتي كثيرا ما تغذيها المغذيات الزائدة من الجرعة الزراعية أو التغيرات في درجة حرارة المياه والملوحة، ويمكن أن تؤدي الأحداث الجوية الموسمية، مثل الأمطار الربيعية الثقيلة التي تليها درجات الحرارة الصيفية الدافئ، إلى حدوث أشكال من التكسينات الكبيرة.
Dissolved Oxygen and pH Seasonality
كما أن الدورات الموسمية الضعيفة تؤثر على مستويات الأكسجين المذوب )أو ٢( والهكتار المشبع بالفلور في المحيط، وفي الصيف، تقل درجة الحرارة في المياه الدافئة عن الأكسجين، كما أن زيادة النشاط البيولوجي )التنفس( يمكن أن تزيد من نضوب الأكسجين، مما يؤدي إلى انخفاض في أحواض الأحواض المغلقة والمناطق الساحلية ذات الخلط الضعيف.
Global Variations and Climate Change
إن آثار التحولات الموسمية ليست موحدة في جميع أنحاء العالم، وتشهد مناطق مختلفة أنماطا موسمية متميزة تتشكل من خطوط العرض، وتيار المحيطات، والتداول الجوي، وفهم هذه التباينات الإقليمية أمر حاسم للتنبؤ بكيفية استجابة النظم الإيكولوجية البحرية في ظل تغير المناخ، حيث أن بعض المناطق تشهد بالفعل تحولات هائلة.
وتظهر المناطق القطبية أكثر المناطق مواسمها شيوعاً، حيث يقترب من النور أو الظلام، ويمتد الجليد البحري في الشتاء ويتراجع في الصيف، ويخلقان نبضاً من النشاط البيولوجي كلما أصبح الضوء متاحاً، ويُعتبر طول طوق الجليد في الربيع حدثاً مذهلاً:
وتشهد المناطق التي تسودها الصدر، كما ورد وصفه سابقا، أربعة مواسم متميزة، مع ظهور دورات تضخيم الربيع والخريف، وتؤثر على نموات المياه البحرية في مناطق نائية، كما أن الدفء يسبب تحولا في فترات ما قبل الربيع، وتفتت أطول، مما يؤدي إلى انخفاض في الإنتاجية الأولية العامة في بعض المناطق، حيث يرتفع معدل نمو الأمطار في فصل الربيع.
(أ) في المناطق المدارية ، تغيرات موسمية أقل تواضعاً، تنجم أساساً عن تغيرات في أنماط الرياح بدلاً من الحرارة، وفي المحيط الهادئ الاستوائية، ترتبط الدورة الموسمية للارتفاع والإنتاجية بالرياح التجارية، غير أن المناطق الاستوائية معرضة بشكل خاص لمعدلات الحرارة الشديدة التي تزيد فيها معدلات الحرارة الطبيعية (النموية الجنوبية)
كما أن المناطق السكنية مثل تيار كاليفورنيا، وتيار هومبولت، وتيار الكناري، وتيارات بنغيلا من بين أكثر النظم الإيكولوجية إنتاجية، حيث أن هذه النظم قد ترتفع بشكل موسمي بفعل الرياح الساحلية، وفي عالم مكثف، فإن الدورة الموسمية للارتفاع في التربة تتحول:
إن المسارات الرئيسية لهذه التغيرات هي تغير المناخ، الذي يغير نسيج التوابع الموسمية ذاته، ووفقاً لـ ] [الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ]، فإن هذا النوع من التغييرات في فترة ما قبل الدفء في المرحلة الشمالية، قد يؤدي إلى حدوث تغيرات في درجات الحرارة المحيطة بالمنطقة الوسطى، حيث أن درجة الحرارة العالمية للمحيطات قد ارتفعت بمقدار 0.88 درجة مئوية من 1850 إلى 1900 إلى عام 2011-20.
الشوائب الأثرية والاضطرابات الطوارية
The concept of phenological mismatch is central to understanding the ecological consequences of seasonal shifts. Many marine food webs rely on the tight timing between successive trophic levels. For example, in the highly productive North Sea, the region’s keystone copepod Calus finmarchicus typically tops in abundance in April.
ولا تقتصر هذه المآسي على الأسماك، فحياة البلين، مثل الحوت اليميني في شمال الأطلسي، هي مربيات رؤوس الأموال التي تخزن احتياطيات الطاقة للاستثمار في الإنجاب، وتُؤنَّد هجراتها لاستغلال تركيزات كثيفة من Calanus، وإذا كان توقيت الذروة التي تُحدِّد فيها، ولكن هجرة الحيتان لا تزال مرتبطة بوجبات الموسمية الثابتة، فإن فترة زمنية متأخرة.
وقد أظهرت الدراسات الأخيرة أن حجم التحولات في علم النفس يختلف عبر المستويات التغذوية، وأن المستويات الغذائية الدنيا (فيتو بلانكتون، وزوبانكتون) تميل إلى الاستجابة بسرعة أكبر لتغيرات في درجات الحرارة مقارنة بالمستويات الغذائية المرتفعة (السمك، والطيور، والثدييات) وهذا التدرج المتأصل في الحساسية يزيد من خطر حدوث أخطاء في ظل استمرار التدفئة.
الآثار البشرية: مصائد الأسماك والمجتمعات الساحلية
فالتحولات الموسمية في النظم الإيكولوجية البحرية لها آثار اقتصادية واجتماعية مباشرة، إذ توفر مصائد الأسماك العالمية سبل كسب العيش لما يزيد على 50 مليون نسمة وتشكل مصدرا رئيسيا للبروتينات بالنسبة للمليارات، ويؤثر توقيت هجرة الأسماك ويرتفع بشكل مباشر على معدلات الصيد وعلى استدامة أنشطة الصيد، ويستند العديد من مواسم الصيد التقليدية إلى الأنماط التاريخية لتوافر الأسماك، وقد يجد الصيادون أنفسهم في الصيد في الأوقات الخاطئة أو في المواقع غير الصحيحة، مما يؤدي إلى زيادة الصيد غير المستهدف.
ومن الأمثلة البارزة على ذلك حالة سرطان البحر الأمريكي (]Homarus americanus) في خليج مين، حيث أن موسم صيد الأسماك في سرطان البحر قد شهد انهياراً في فترة الربيع عندما كانت سرطان البحر أكثر نشاطاً، غير أن المياه قد دفأت في أكثر من 0.5 درجة مئوية في كل عقد من الزمان، حيث أن نشاطاً في سرطان البحر قد حدث في وقت متأخر.
كما أن المجتمعات الساحلية التي تعتمد على تربية الأحياء المائية ضعيفة، إذ أن زراعة سمك الشيلي، مثل المحار وثقافة الموزل، تعتمد على تضخيمات في الموسم النباتي الموسمي يمكن التنبؤ بها، إذ إن تغير توقيت الزهرة، قد يحتاج المزارعون إلى تعديل دورات زراعة الأحماض والنباتية، علاوة على أن الضرار في الطحالب - التي تحدث في وقت سابق وطوله خسائر صحية في الأسماك.
فالسياحة أيضا متأثرة، إذ إن هجرة السياحة البحرية - وهي تراقب وتهب وتجارب الصيد - غالبا ما تتوقف على التجمعات الموسمية للحياة البرية، وعلى سبيل المثال، فإن هجرة الحوت الرمادي على طول الساحل الغربي للولايات المتحدة تجذب السياح كل شتاء وربوع، وإذا ما حولت الحيتان توقيت الهجرة أو طرقها، فإن شركات السياحة قد تشهد تقللا في قيمة السياحة().
استراتيجيات الحفظ والإدارة
وتتطلب معالجة آثار التحولات الموسمية على النظم الإيكولوجية البحرية اتباع نهج متعدد الجوانب يجمع بين التخفيف من حدة المناخ والإدارة التكييفية والتخطيط القائم على النظم الإيكولوجية، وتتمثل الخطوة الأولى والأهم في الحد من انبعاثات غازات الدفيئة لتباطؤ وتيرة الاحترار والتعطل الموسمي، وحتى في ظل السيناريوهات المتفائلة، غير أن بعض التغييرات الإضافية أمر لا مفر منه، مما يتطلب التكيف الاستباقي.
(ب) أن تكون المناطق المحمية البحرية [(FLT:1)] أدوات هامة لبناء القدرة على التكيف، ولكن تصميمها الثابت قد يصبح أقل فعالية مع تحول الأنواع إلى نطاقاتها، ويشمل نهج جديد الإدارة الدينامية للمحيطات، التي تستخدم البيانات البيئية في الوقت الحقيقي ونماذج توزيع الأنواع لتعديل المناطق المحمية الموسمي، وعلى سبيل المثال، يُتوقع من نظام رصد الحيتان في منطقة شمال الأطلسي وجود قيود على الحقبة.
كما يجب أن تصبح إدارة الصناديق أكثر مرونة، وكثيراً ما تعتمد أطر الإدارة الحالية على حصص موسمية ثابتة وفترات إغلاق قائمة على الأنماط التاريخية، ومع تحول المواسم، لا يمكن أن تكون هذه القواعد متسقة مع الواقع البيولوجي، ويمكن أن تساعد الإدارة التناظرية، مثل تنفيذ حصص الصيد التي تسمح بالتوقيت المرن، على إدارة مصائد الأسماك القائمة على النظم الإيكولوجية التي تكسب في موسمها.
Restoring habitats] such as coastal wetlands and mangroves can buffer ecosystems against seasonal extremes by stabilizing shorelines, filtering pollution, and providing nursery grounds that are less temperature-sensitive. In many regions, replanting seagras beds and restoring oyster reefs can enhance local marine biodiversity and improve resilience to seasonal
(ب) إن البحث والرصد أمران أساسيان، كما أن السلسلة الزمنية الطويلة الأجل، مثل [(FLT:2]] ] California Current Ecosystem Long-Term Monitoring (LTER) ، وتتبع التغيرات المادية والبيولوجية في المواسم، وتساعد على تحقيقها.
وأخيرا، يمكن أن يؤدي الوعي العام والتعليم إلى إحداث تغيير سلوكي، إذ يمكن للمستهلكين وصانعي السياسات، من خلال فهم أن خياراتنا المتعلقة بالأغذية البحرية، وبصمة الكربون، وقرارات التنمية الساحلية تؤثر تأثيرا مباشرا على استقرار الدورات الموسمية البحرية، أن يدعموا ممارسات أكثر استدامة، فعلى سبيل المثال، يمكن أن يؤدي اختيار الأغذية البحرية المعتمدة على نحو مستدام من مصائد الأسماك المحلية التي تستخدم أساليب التكيف القائمة على النظم الإيكولوجية إلى الحد من الضغط على الأنواع التي سبق أن شددت عليها من خلال موسم التحول.
استنتاج: مستقبل خارج سينك؟
فالتحولات الموسمية جزء طبيعي وحيوي من النظم الإيكولوجية البحرية، ولكن تغير المناخ الذي يتسبب فيه الإنسان يتسارع بسرعة وتيرة التغير، إذ إن كل مستوى من مستويات شبكة الأغذية البحرية يعتمد على الإيقاع الموثوق به لمواسم الإنجاب والتغذية والهجرة، ونظرا لأن توقيت الأحداث الموسمية وشدتها يتضاءلان بشكل متزايد، فإن خطر انتشار حالات عدم التوازن الحاد بين الجنسين، وانخفاض عدد السكان، وإعادة تنظيم النظام الإيكولوجي في وقت مبكر.
إن الآثار تتجاوز البيئة بالنسبة للمجتمعات البشرية التي تعتمد على المحيطات الصحية من أجل الغذاء وسبل العيش والتمتع، فمصائد الأسماك وتربية الأحياء المائية والسياحة وحماية المناطق الساحلية كلها عرضة للتعطل الموسمي، ومع ذلك هناك أمل، إذ إن الاستثمار في العلوم القوية والإدارة التكييفية والعمل المناخي المحدد، يمكننا أن نساعد النظم الإيكولوجية البحرية على إطفاء هذه الفترة المضطربة، والخيارات التي نتخذها في السنوات العشر المقبلة، والمناطق المحمية، وإدارة مصائد الأسماك، والتعاون الدولي.