95-lecie Morskiego Instytutu Rybackiego: aktualne tematy badań naukowych
74
Szymon Smoliński
przez długość geograficzną miejsc połowów, która w Bałtyku częściowo odzwierciedla zmianę zasolenia mas wodnych, malejącego wraz z rosnącą długością geograficzną i odległością od Cieśnin Duńskich. Ponadto pozostałe parametry środowiska uwzględnione w analizie redundancji zostały opisane za pomocą modelowych danych, które są obarczone błędem w stosunku do wartości mierzonych in situ. Test statystyczny korelacji Pearsona wykazał jednak wysoką zgodność modelowych danych głębokości i danych mierzonych podczas rejsów, lecz podobna walidacja nie była możliwa dla pozostałych rozpatrywanych czynników. Pomimo tego wyniki analizy redundancji wykazały silniejszy związek wartości wskaźników z naturalnymi warunkami środowiska, takimi jak głębokość czy temperatura wody w okresie wegetacyjnym, niż z presją rybołówstwa szacowaną na podstawie nakładu połowowego. Rezultaty te sugerują potencjalne trudności w identyfikacji odpowiedzi poszczególnych wskaźników na zmieniającą się presję antropogeniczną, gdy uwzględnione zostają różnice przestrzenne zastosowanych zmiennych objaśniających i wartości obliczonych metryk. Dodatkowym utrudnieniem w przeprowadzeniu takich analiz jest fakt opóźnionej w czasie reakcji niektórych wskaźników. W trakcie dotychczasowych badań wykazano na przykład, że w rejonie Morza Północnego odpowiedź indeksu wielkości ryb (LFI) na presję połowową jest obserwowana z opóźnieniem 12-20 lat (Greenstreet i in. 2012a). Testowanie tak złożonych procesów zachodzących w ekosystemie często okazuje się niemożliwe z powodu braku odpowiednich metod analitycznych lub ze względu na ograniczone czasowo serie danych biologicznych. Poprzez analizy wielowymiarowe został zademonstrowany wysoki stopień redundancji niektórych grup wskaźników. Trzy metryki opisujące bioróżnorodność zbiorowiska ryb: indeks Shannona, indeks Simposna i liczba gatunków, w warunkach Polskich Obszarów Morskich wykazują silne powiązanie. Pomimo że indeks Shannona i indeks Simpsona niosą informację o liczebności ryb poszczególnych gatunków, ich wartości najsilniej są zależne od samej liczby gatunków w połowie, reprezentowanej wprost przez trzeci wskaźnik w tej grupie. Wysoką korelację odnotowano także w przypadku wskaźników liczebności połowu i biomasy połowu. W warunkach bałtyckich, gdzie jest obserwowane niskie zróżnicowanie ichtiofauny dennej, biomasa ryb w połowach badawczych jest mocno związana z ich liczebnością. W pierwszym kwartale roku zanotowano również silny związek grupy wskaźników obejmującej następujące metryki: indeks wielkości ryb, średnia długość osobnicza, średnia masa osobnicza, indeks troficzny zbiorowiska i średnia długość maksymalna. Dwa ostatnie wskaźniki wykazują pewną odrębność w IV kwartale roku. Z tego powodu sugeruje się ograniczenie rozwijanych w ocenie stanu środowiska metryk do zestawu opisującego unikalne
cechy zbiorowiska organizmów na podstawie przyjętych kryteriów selekcji. W wyborze właściwych wskaźników włączonych do ostatecznej metody oceny jakości ekosystemu zaleca się wykorzystanie analiz statystycznych i wyłonienie metryk niekorelujących z innymi, które wykazują najsilniejszą reakcję na rozpatrywany czynnik presji (Hering i in. 2006). Zastosowanie ryb jako bioindykatorów w niektórych okolicznościach jest ograniczone. Trudności w badaniach uwzględniających strukturę zbiorowiska ichtiofauny są związane m.in. z wysoką mobilnością tych organizmów (Cabral i in. 2012). Efekt spowodowany zjawiskami intensywnych migracji ryb często maskuje wpływ lokalnych czynników środowiska i presji człowieka, mierzonych w danym miejscu i czasie (Rochet i Trenkel 2003). Zjawiska te mogą być przyczyną niskiego poziomu zmienności wyjaśnionej w prezentowanych analizach redundancji. Jednakże te same atrybuty rozpatrywanej grupy organizmów stanowią ich zaletę w kontekście monitoringu realizowanego w szerszej skali geograficznej, obejmującej poszczególne baseny mórz. Zbiorowiska ryb wykorzystujących różne siedliska w trakcie trwania cyklu życiowego mogą być wykorzystywane w celu uchwycenia całościowego wpływu stresorów w większym zakresie przestrzennym (Cairns Jr. i in. 1993). Dlatego w strefie otwartego morza sugeruje się łączną ocenę stanu ichtiofauny dla większych jednostek obszarowych, takich jak podrejony ICES lub obszary morskie poszczególnych państw z uwzględnieniem przestrzennego zróżnicowania środowiska. Podejście to jest obecnie stosowane do oceny stanu ichtiofauny morskiej w Polsce. Prowadzony w rejonach otwartego morza projekt monitoringowy BITS, którego wyniki są podstawą do przeprowadzanej oceny, oparty jest na schemacie losowania stanowisk połowowych z uwzględnieniem stratyfikacji głębokościowej. Równomierne rozmieszczenie stacji monitoringowych, losowanych w określonych obszarach, częściowo uniezależnia ocenę od zmienności przestrzennej kompozycji zbiorowiska ryb demersalnych. Dotychczas w literaturze były proponowane różnorodne metryki ekologiczne opisujące strukturę zbiorowiska ryb (Rochet i Trenkel 2003). Empiryczna ocena przydatności tych wskaźników do oceny stanu wód morskich wymaga użycia obszernych baz danych ichtiologicznych, umożliwiających przeprowadzenie rzetelnej analizy statystycznej (Fulton i Smith 2005). Z tego powodu podkreślić należy wysoką wartość regularnie prowadzonych badań monitoringowych, które umożliwiają uzyskanie szczegółowej informacji o stanie ichtiofauny i późniejsze testowanie proponowanych metod oceny kondycji ekosystemu na podstawie znormalizowanych i porównywalnych wyników połowów (Nicholson i Jennings 2004). Przedstawiane w niniejszej pracy serie czasowe, reprezentujące wartości wybranych wskaźników obliczonych na podstawie danych z monitoringu realizowanego