I livelli del mare globale sono aumentati di circa 21-24 centimetri dal 1880, con il tasso di aumento che accelera negli ultimi due decenni. Questo cambiamento, guidato principalmente dall'espansione termica dell'acqua di mare e dalla fusione del ghiaccio terrestre, sta rimodellare gli ecosistemi marini a un ritmo senza precedenti. Le conseguenze per la biodiversità marina sono profonde: le coste stanno ritirando, gli habitat critici stanno diventando inondati o erosi, e le specie da plancton ad adattarsi rapidamente ai predatori

Meccanismi del Rise Mare-Level e delle loro implicazioni sulla biodiversità

L'aumento del livello del mare (SLR) deriva da due processi principali: l'espansione termica dell'acqua marina come si riscalda e l'aggiunta di acqua dolce da ghiacciai fuso e fogli di ghiaccio. Il pannello intergovernativo sul cambiamento climatico (IPCC) progetti che sotto scenari di emissione elevata, livello globale medio mare potrebbe salire fino a 1 metro da 2100, con variazioni regionali guidate da correnti oceaniche, effetti gravitazionali e subsidenza terrestre.

Per la biodiversità marina, il tasso di cambiamento è importante quanto la grandezza. Molte specie costiere e poco profonde hanno limitate capacità di dispersione o specifiche esigenze di habitat, rendendole vulnerabili a una rapida alterazione dell'habitat. Ad esempio, le barriere coralline, che sostengono circa un quarto di tutte le specie marine, non possono tenere il passo con i tassi attuali di aumento del livello del mare in molte regioni, perché l'accrescimento verticale è limitato dalla penetrazione leggera e dalla fornitura di sedimenti.

Perdita e trasformazione dell'habitat

Sommersione delle isole costiere

Le paludi e le foreste di mangrovie esistono in una stretta elevazione tra il livello medio del mare e le alte maree. Come aumento dei mari, questi sistemi devono essere accresciuti verticalmente o migrare nell'entroterra. Dove l'alimentazione dei sedimenti è insufficiente o dove le coste sono armate con le pareti di mare e le paratie, le zone umide diventano annegate.

Nel Delta del fiume Mississippi, la sottosidenza combinata con i mari in aumento ha già convertito vasti tratti di palude brackish in acqua aperta, interrompendo la pesca per le specie dipendenti da questi terreni di asilo.

Coral Reefs e il "Squid Game" di Luce e Sedimentazione

Le barriere coralline sono particolarmente sensibili all'aumento del livello del mare, perché i loro tassi di crescita sono limitati; mentre alcuni coralli possono crescere verticalmente a tassi paragonabili all'aumento del livello del mare (1-10 mm all'anno), molti sono stati indeboliti da eventi di sbiancamento, acidificazione dell'oceano e inquinamento.

Inoltre, l'aumento dell'energia ondulare dei mari su piani di barriera, che portano ad una maggiore erosione e frammentazione, destabilizza la struttura tridimensionale che fornisce habitat per migliaia di pesci e specie invertebrate. La perdita della complessità della barriera riduce la biodiversità e riduce la protezione costiera che questi ecosistemi offrono – un doppio colpo per la fauna e le comunità umane.

Nuovi habitat e mutamenti comunitari

Le zone intertidali rocciose possono, ad esempio, spostarsi verso l'alto, mentre le zone terrestri possono diventare intertidali o subtidali. Queste aree appena sommerse sono inizialmente colonizzate da specie opportunistiche, come alghe e barnacoli, che possono tollerare condizioni variabili.

Tali trasformazioni possono avere effetti di cascata. Ad esempio, l'espansione delle foreste di mangrovie in paludi di sale ad alta quota può ridurre l'habitat per gli uccelli litorali che si basano su mudflat aperti per l'invecchiamento. Al contrario, alcune specie possono beneficiare di una nuova struttura di habitat. L'effetto netto sulla biodiversità regionale dipende dall'equilibrio tra guadagni e perdite, ma molti studi indicano una tendenza all'omogeneizzazione, con specialisti generalisti e invasivi.

Specie Migrazione e Adattamento

Movimenti orizzontali e verticali

In risposta alle mutate condizioni ambientali, molte specie marine stanno spostando le loro distribuzioni verso il basso o verso le acque più profonde. Uno studio del 2013 seminale pubblicato in Nature Climate Change ha scoperto che i centri di distribuzione per i pesci marini e gli invertebrati hanno spostato ad un tasso medio di 72 km per decennio, con alcuni gruppi che si muovevano più velocemente delle specie terrestri.

L'aumento del livello del mare esacerba questi movimenti modificando il gradiente verticale degli habitat. Specie che abitano lo scaffale continentale possono essere costrette ad acqua più profonda, poiché la profondità inferiore aumenta rispetto all'altezza della superficie del mare. Tuttavia, le acque più profonde sono spesso più fredde e hanno livelli di ossigeno più bassi, presentando vincoli fisiologici. L'effetto "approfondimento" colpisce in particolare le specie demerali che si basano su tipi specifici substrati – per esempio, i fondali sassi adatti per i pesci piatti.

Potenziale e limiti di adattamento

Alcune specie presentano una notevole capacità adattativa attraverso la plasticità fenotipica o una rapida evoluzione. Ad esempio, le popolazioni di Silverside atlantica ( Menidia menidia[[]) hanno mostrato cambiamenti ermetici nella tolleranza della temperatura su poche generazioni. Allo stesso modo, alcune specie di corallo possono regolare le loro comunità alghe simbiotici per tollerare le acque più calde.

Per le specie marine, queste confugia spesso esistono a profondità con temperature più fredde o in zone di aumento. Tuttavia, l'aumento del livello del mare può alterare i cicli di circolazione oceanografica, potenzialmente indebolire l'aumento e ridurre l'affidabilità di tali rifugi.

Concorso e Specie Invasiva

Come specie spostano le loro gamme, incontrano nuovi concorrenti, predatori e prede. Questo può portare a cambiamenti nella composizione della comunità e l'istituzione di specie invasive che superano quelle native. Ad esempio, l'espansione a nord del granchio verde invasivo (Carcinus maenas]) lungo la costa atlantica nordamericana è stato collegato alle acque riscaldanti e ha decimato nuovi canali di a basso livello.

Nelle regioni tropicali, l'aumento dei mari combinati con la frammentazione degli habitat può consentire l'espansione dei pesci leoni invasivi ([]Pterois volitans[[]]) in zone di scogliera più profonde, dove preda su gruppi di pesci di scogliera coralli già sottolineati da altri fattori.

Impatto sui Web di cibo marino

Maiusc nella produttività primaria

L'aumento del livello del mare influenza la produzione primaria attraverso diversi percorsi. La miscelazione verticale aumentata nelle acque costiere basse può provocare nutrienti, potenzialmente aumentando le fioriture di fitoplancton. Inversamente, la stratificazione migliorata nelle acque più profonde può ridurre l'aumento di nutrienti, abbassando la produttività della biomassa. L'effetto netto è regionale variabile.

Le comunità di Zooplankton si spostano in composizione e abbondanza, che influenzano il successo foraggio del pesce larvale e quindi la forza di reclutamento. Nel Nord Atlantico, per esempio, il ritiro a nord del farpod dell'acqua fredda Calanus finmarchicus] – una fonte alimentare critica per il merluzzo – è stato collegato a ridotti stock di merluzzo.

Dinamica Predator-Prey

La perdita di complessi habitat tridimensionali come i letti di erba marina e le barriere ostriche riduce il numero di rifugi per piccoli pesci e invertebrati, rendendoli più vulnerabili alla predazione. Questo può portare a crash di popolazione locale di specie prede e, a sua volta, influenzare predatori che si affidano a loro.

Al contrario, l'espansione delle specie non native può introdurre nuovi predatori che le prede native non sono adattate per evitare. Ad esempio, il movimento nord del ctenophore predatorio Mnemiopsis leidyi] ha alterato le reti alimentari nelle acque costiere europee, in competizione con larve di pesce per la salice zooplancton.

Nutriente ciclismo e biogeochimici Feedback

L'aumento del livello del mare colpisce il ciclismo del carbonio, dell'azoto e del fosforo nei sistemi costieri. Le isole sono importanti lavandini di carbonio, sequestri il carbonio organico nei sedimenti a tassi molto più elevati rispetto alle foreste terrestri. Tuttavia, poiché queste zone umide sono inondate e perse, il carbonio immagazzinato può essere rilasciato nella colonna dell'acqua, contribuendo all'acidificazione locale e alla disponibilità di sostanze nutrienti potenzialmente alteranti.

Questi cambiamenti biogeochimici influenzano la crescita del fitoplancton e delle macroalghe, che a loro volta influenzano livelli trofici più elevati. Le condizioni eucaristiche favoriscono le fioriture di alghe dannose, molte delle quali producono tossine che pongono rischi per pesci, mammiferi marini e esseri umani.

Effetti di Cascading sui modelli di Biodiversità Marine

Contrazione locale di estinta e di portata

Specie che dipendono da specifiche altezze intertidali, come alcuni zoppi o barnacoli, possono essere sostituiti da generalisti più tolleranti come la zona di marea si sposta verticalmente. Nel Mediterraneo, per esempio, l'eccessiva crescita della vegetazione costiera ]Posidonia oceanica] – che forma un vasto ripiegamento critico sotto il livello di acqua

Le contrazioni di gamma sono già evidenti per diverse specie di uccelli marini che nidificano sulle isole a basso profilo. Il petrel hawaiano, per esempio, affronta la perdita di habitat nidificante come aumento di livello di mare provoca erosione di ripiani di scogliere costiere. Analogamente, le tartarughe marine che depongono uova sulle spiagge possono trovare i luoghi di nidificazione adatti ridotti fino a un terzo in alcune regioni tropicali sotto le proiezioni di aumento di livello di mare moderato.

Gains e Losse della Biodiversità Regionale

Mentre alcune specie scompaiono da alcune località, altre possono espandersi in nuove aree, potenzialmente in aumento della biodiversità locale. Ad esempio, la migrazione polemica delle specie di pesci caldi ha arricchito la fauna ittica del Mare del Nord negli ultimi decenni. Tuttavia, questo guadagno netto nella ricchezza delle specie spesso maschera la perdita di specie a freddo adattate che si ritirano a latitudini più elevate o a acque più profonde.

Le comunità dominate dalle specie generaliste tendono ad essere più resistenti all'invasione ma meno resistenti al disturbo. Come continua l'aumento del livello del mare, i "vincitori" nel nuovo ambiente possono essere quelle specie che sono già tolleranti di una vasta gamma di condizioni, potenzialmente portando ad una semplificazione globale delle biotas marine.

Implicazioni per i servizi ecosistema

La pesca, che si basa su specifiche specie di destinazione che possono cambiare o diminuire, affronta l'incertezza. La protezione costiera, fornita da barriere coralline e zone umide, diminuisce mentre questi ecosistemi degradano. Il turismo e la pesca ricreativa sono anche colpiti come specie iconiche spariscono o cambiano in abbondanza. Il ] La Conservancy stima che la perdita di valore globale di dollari potrebbe ridurre la perdita di habitat costieri

Conservazione e gestione Strategie

Protezione e ripristino degli habitat costieri

Per mitigare gli impatti dell'aumento del livello del mare sulla biodiversità marina, gli sforzi di conservazione devono concentrarsi sul mantenimento della resilienza degli ecosistemi costieri. Ciò include ridurre altri stressanti come l'inquinamento, la pesca eccessiva e lo sviluppo costiero.

Le aree protette marine (MPA) possono servire come confugia per le specie che subiscono i turni di gamma, a condizione che siano posizionate strategicamente per tener conto dei cambiamenti futuri nell'adeguatezza dell'habitat.

Facilitare la migrazione delle specie

In alcuni casi, possono essere necessari interventi attivi come la migrazione assistita o la traslocazione per le specie con dispersione molto limitata. Tuttavia, questo approccio comporta rischi ecologici e considerazioni etiche. I ricercatori stanno esplorando la fattibilità di spostare i coralli a zone più profonde e più fredde come forma di adattamento assistito, anche se i tassi di successo rimangono bassi.

Riduzione delle emissioni di gas serra

In definitiva, il modo più efficace per limitare gli impatti a lungo termine dell'aumento del livello del mare sulla biodiversità marina è quello di ridurre le emissioni globali di gas serra. Ogni frazione di un grado di riscaldamento evitato riduce il tasso e l'entità dell'aumento del livello del mare, dando agli ecosistemi più tempo per adattarsi.

In conclusione, l'aumento dei mari sta trasformando la biodiversità marina in modi profondi e lontani. La perdita di habitat, la migrazione delle specie, le interruzioni del web alimentare e i cicli biogeochimici alterati sono già in corso, e il ritmo di cambiamento sta accelerando. Mentre alcune specie e ecosistemi possono adattarsi o addirittura beneficiare, la tendenza generale è una perdita e l'omogeneizzazione. La sfida per gli scienziati, i manager e i responsabili politici è di implementare questi cambiamenti.