Ilgalaikė bentoso bendrijų kaita invazinių rūšių plitimo kontekste Lietuvos priekrantės rifuose
Berežnova, Olga |
Lietuvos akmenuotos priekrantės makrozoobentoso bendrijos patyrė reikšmingus struktūrinius pokyčius po 2002 m. įvykusios juodažiočio grundalo (Neogobius melanostomus) invazijos, kuri lėmė midijų biomasės sumažėjimą (Rakauskas et al., 2013; Skabeikis et al., 2019). Po šios ekologinės krizės priekrantėje buvo aptikta dar viena potencialiai pavojinga invazinė rūšis – gauruotoji šoniplauka (Dikerogammarus villosus), pasižyminti agresyvia gyvenimo strategija, kuri gali paveikti rifų bentoso bendrijas. Šio darbo tikslas – nustatyti makrozoobentoso bendrijų struktūrą ir jos pokyčius Lietuvos akmenuotoje priekrantėje nuo 2003 iki 2024 m., atsižvelgiant į invazinių rūšių – N. melanostomus ir D. villosus – plitimą. Darbe tikrinama hipotezė, kad rifų makrozoobentoso bendrijų struktūra skyrėsi skirtingais invazinių rūšių plitimo etapais. Buvo išskirti trys pagrindiniai laikotarpiai: pirmasis (2003, 2006 m.) – iki N. melanostomus plitimo; antrasis (2013, 2017 m.) – N. melanostomus plitimo ir midijų sumažėjimo fazė; trečiasis (2020–2024 m.) – dabartinė padėtis, apimanti D. villosus plitimą. Tyrimų rezultatai parodė, kad per šiuos laikotarpius bendra makrozoobentoso biomasė sumažėjo statistiškai reikšmingai, o gausumas sumažėjo, tačiau šis pokytis nebuvo statistiškai patikimas. Pokyčiai stebimi tiek laiko, tiek gylio atžvilgiu: iki 15 m gylio dominuoja jūrų gilių (Amphibalanus improvisus) bendrija, kuri pasižymi mažesniu bendru gausumu ir biomase, palyginti su anksčiau dominavusia midijų bendrija. Tuo tarpu afotinėje zonoje midijos vis dar išlieka dominuojančios. Ryškiausi struktūriniai pokyčiai stebimi sekliausiame intervale (<5 m), kur 2020 m.pirmą kartą aptikta invazinė rūšis – gauruotoji šoniplauka (D. villosus), o 2021 m. užfiksuotas šios rūšies gausumo pikas (150–7525 ind.·m-2). Midijų santykinė biomasė šiame gilyje sumažėjo nuo 64 % iki 3 %, tačiau 2020–2024 m. laikotarpiu padidėjo iki 7 %. Tuo tarpu šoniplaukų santykinė biomasė padidėjo iki 10 %, iš kurių 2,3 % sudarė invazinė rūšis D. villosus, kuri tapo dominuojančia rūšimi šoniplaukų bendrijoje. Apibendrinant, laipsniškai mažėjanti bendra makrozoobentoso biomasė ir gausumas rodo, jog priekrantės ekosistema neatsistato. Vis dėlto, išlieka aukštas taksonų skaičius, rodantis, kad makrozoobentoso bendrija kinta. Labiausiai reikšmingi struktūriniai pokyčiai fiksuojami sublitoralėje iki 15 m gylio. Atliktas tyrimas rodo rifų ekosistemos jautrumą bei poreikį tęsti ilgalaikius stebėjimus.
Lithuanian stony coastal macrozoobenthos communities have undergone significant structural changes following the invasion of the Neogobius melanostomus in 2002, which resulted in a decrease in blue mussel biomass (Rakauskas et al., 2013; Skabeikis et al., 2019). Following this ecological crisis, another potentially dangerous invasive species, Dikerogammarus villosus, has been detected in the Baltic Sea stony coast. The aim of this work is to determine the structure of the macrozoobenthos community and its changes in the Lithuanian coastal reefs from 2003 to 2024, taking into account the spread of the invasive species N. melanostomus and D. villosus. The paper tests the hypothesis that the structure of reef macrozoobenthos communities varied according to the periods of invasive species spread, of which three were identified. The first period (2003, 2006) was before the spread of N. melanostomus; the second period (2013, 2017) was the phase of spread of N. melanostomus and the decline of mussels; the third period (2020-2024) was the current situation, which also included D. villosus. The results showed that before the expansion of N. melanostomus, the total abundance of macrozoobenthos was 33355 ± 29037 ind. m-2 and the biomass 1677 ± 1662 g m-2. After the expansion, the total abundance of macrozoobenthos decreased to 32639 ± 22638 ind. m-2 and the biomass to 347 ± 405 g m-2. Between 2020 and 2024, the lowest abundance and biomass of macrozoobenthos were observed at 18521 ± 13915 ind. m-2 and 175 ± 132 g m-2. Astatistically significant difference was found only for biomass change due to identified periods (χ2 = 7,85; p = 0,02) but not for abundance (F = 3,51; p = 0,08). Changes were observed both in time and depth: up to 15 m depth, the community dominated by Amphibalanus improvisus is predominant, with lower abundance and biomass compared to the previously dominant blue mussel community. Meanwhile, in the aphotic zone (>15 m), mussels remain dominant. The most pronounced structural changes were recorded in the shallowest interval (<5 m), where the invasive species, D. villosus, was detected for the first time in 2020, and a peak in abundance of this species was recorded in 2021 (150-7525 ind. m-2). The relative biomass of mussels at this depth decreased from 64% to 3%, but increased to 7% between 2020 and 2024. Meanwhile, the relative biomass of the amphipods increased to 10%. This included the invasive D. villosus, which had a relative biomass of 2,3% and was the highest among the other amphipod species. The amphipod community has changed in a last 5 years. In 2020, 7 species of amphipods were observed in spring, 8 species in autumn (D. villosus was detected), 7 species in 2021, 6 species in 2022 and 2023, and 8 species again in 2024, but 2024 is different from 2020 in terms of the diversity and dominance of species. The aggressive behavior of D. villosus suggests that it has an impact on the macrozoobenthos community as well as on the fish. In addition to competing for food, it attacks other amphipods and feeds on other invertebrates and fish eggs (Casellato et al., 2007). This study showed no statistically significant relationships with other amphipods. The results showed that the distribution of D. villosus is limited by depth and obviously macrophytes. D.villosus was only found at depths of <5 m. This leads to the hypothesis that D. villosus regulates the N. melanostomus population, resulting in an increase in blue mussel biomass only at the shallowest depths. Red seaweed can affect the distribution of the species, there is a weak positive correlation with the biomass of V. fucoides (rs = 0,33; p = 0,03) and a strong positive correlation with the biomass of C. tenuicorne (rs = 0,94; p = 0,02) observed in 2021. In conclusion, the gradual decline in total macrozoobenthos biomass and abundance indicates that the coastal benthos communities and habitat-forming species are not recovering. However, the high number of taxa remains, indicating that the macrozoobenthos community is changing. The most significant structural changes are recorded in the sublittoral zone down to 15 m depth. All of this indicates the sensitivity of the reef ecosystem and the need for continued long-term monitoring.