Energetic value of coastal benthic environment for benthivorous wintering sea ducks based on their feeding ecology
Žydelis, Ramūnas | Konsultantas / Consultant |
Disertacijos gynimo komisijos pirmininkas / Dissertation Defence Board Chairman | |
Disertacijos gynimo komisijos narys / Dissertation Defense Board Member | |
Disertacijos gynimo komisijos narys / Dissertation Defense Board Member | |
Scridel, Davide | Disertacijos gynimo komisijos narys / Dissertation Defense Board Member |
Heinänen, Stefan | Disertacijos gynimo komisijos narys / Dissertation Defense Board Member |
The Baltic Sea is one of the most important wintering sites for sea ducks. However, these species are facing significant population declines. The remaining populations are increasingly vulnerable to anthropogenic disturbances and challenges, i.e. climate and environmental changes, bycatch, diseases, etc. The wintering season in the Baltic Sea is a crucial time for sea ducks to forage and building up body reserves to survive until the next breeding season. Prioritising their foraging areas is essential for their survival and conservation of the species. Therefore, the aim of this work was to identify important feeding areas for wintering sea ducks, the velvet scoter (Melanitta fusca) and long-tailed duck (Clangula hyemalis), based on the energetic value of the seabed and their energy requirements. Special emphasis was placed on: (I) dietary analysis and identification of priority prey species, (II) investigation and description of feeding behaviour using literature data, visual observations and transmitter data, and (III) definition of the seabed energy available and the energy requirements of sea ducks. The results demonstrated that long-tailed ducks and velvet scoters were feeding predominantly on four sessile prey species in soft-bottom areas: the bivalves Macoma balthica, Cerastoderma glaucum, Mya arenaria and the polychaete Hediste diversicolor. The prey species in the environment showed similar biomass along the study area, which corresponded to the coastal waters down to 30 m depth along the Lithuanian Curonian Spit. However, the prey indicated distinct biomass distribution at depths from 3 to 25 m, going from 0 g m-2 at 3 m to a maximum of 122.8 g m-2 at 25 m. The analysis of the behaviour through visual observation indicated that the principal activity during the day was diving (61%), while resting, comfort and locomotion were similar (11.1-14.0%). The transmitter data analysis showed similar results, indicating that the diving behaviour was the principal activity during the day, but negligible at night, especially in March when daylight was longer than in December. The diving depth distribution indicated that velvet scoters preferred depths below 12 m, but they can reach 3 times deeper waters down to 36 m. Converting the dietary and behavioural information into daily energy expenditure (DEE) allowed to obtain daily energy values for the long-tailed duck 1854 kJ d-1 and the velvet scoter 2751 kJ d-1, while in the environment, the modelled prey biomass distribution converted into energy indicated values ranging from 58 kJ to 632 kJ m-2. The areas of high prey energy availability were recorded in the southern part of the Lithuanian Curonian Spit in waters deeper than 15 m. The energy balance, derived from the ratio between prey energy available on the seabed and sea duck energetic costs indicated a relative importance of a seabed to support DEE of a single sea duck individual. The results showed that the areas where benthic prey contributes relatively more to DEE are sufficient to sustain the wintering populations of the long-tailed duck and velvet scoter during the whole winter. These areas of high contribution of benthic prey to the DEE are recommended to consider for inclusion in the 10% of strictly protected areas planned by 2030 under the EU Biodiversity Strategy (EC, 2022). Moreover, in light of the knowledge that anthropogenic disturbance displace these endangered species; boat traffic, fishing activities, and other disturbing activities are recommended for management in the shallow areas (down to 15 m depth) in order to effectively protect sea ducks.
Baltijos jūra yra viena svarbiausių jūrinių ančių žiemojimo vietų. Nepaisant to, šių rūšių populiacijos nyksta ir vis labiau pažeidžiamos antropogeninių trikdžių, t. y. klimato ir aplinkos pokyčių, priegaudos, ligų ir kt. Žiemojimas Baltijos jūroje yra svarbus metas, kai jūrinės antys maitinasi ir kaupia kūno atsargas, kad išgyventų iki kito veisimosi sezono. Svarbiausių maitinimosi vietų nustatymas yra aktualus jų išlikimui ir rūšies išsaugojimui, todėl šio darbo tikslas buvo nustatyti svarbias žiemojančių jūrinių ančių, nuodėgulių (Melanitta fusca) ir ledinių ančių (Clangula hyemalis), maitinimosi vietas, remiantis jų energijos poreikiais ir dugne esančių mitybos objektų energetine verte. Ypatingas dėmesys buvo skiriamas: (I) mitybos analizei ir svarbiausių mitybos objektų nustatymui; (II) maitinimosi elgsenos tyrimui ir aprašymui naudojant literatūros duomenis, vizualinius stebėjimus ir siųstuvų duomenis; bei (III) mitybos objektų energetinės vertės jūros dugne ir jūrinių ančių energetinių poreikių nustatymui. Tyrimo rezultatai parodė, kad minkšto dugno zonose ledinės antys ir nuodėgulės maitinosi daugiausia keturiomis sėsliomis dugno rūšimis: dvigeldžiais moliuskais Macoma balthica, Cerastoderma glaucum, Mya arenaria ir daugiašerėmis kirmėlėmis Hediste diversicolor. Šių rūšių biomasė buvo panaši visoje tirtoje priekrantės ties Kuršių nerija teritorijoje iki 30 m gylio, tačiau biomasės pasiskirstymas įvairiuose gyliuose buvo skirtingas: nuo 0 g m-2 3 m gylyje iki maksimalaus 122,8 g m-2 25 m gylyje. Analizuojant elgseną vizualiniais stebėjimais buvo nustatyta, kad didžiausią laiko dalį dienos metu antys nardė (61 % viso laiko), o poilsiui, kūno priežiūrai ir judėjimui teko 11,1-14,0 % viso laiko. Analizuojant siųstuvo duomenis gauti panašūs rezultatai, rodantys, kad nardymas buvo pagrindinė veikla dieną, tačiau nereikšminga naktį, ypač kovo mėnesį, kai šviesaus paros meto trukmė buvo ilgesnė nei gruodį. Nėrimų gylių analizė parodė, kad nuodėgulės pirmenybę teikia nardymui mažesniuose nei 12 m gyliuose, nors gali pasiekti ir 3 kartus didesnį, 36 m gylį. Remiantis gautais mitybos ir elgsenos duomenimis apskaičiuotos ledinės anties paros energijos sąnaudos (DEE) buvo 1854 kJ per dieną, o nuodėgulių − 2751 kJ per dieną. Modeliu nustatytas mitybos objektų energijos pasiskirstymas parodė, kad dugno energetinė vertė mitybos objektų požiūriu buvo nuo 58 iki 632 kJ m-2. Modelio rezultatai parodė, kad didelės energetinės vertės zonos teritorijoje ties Kuršių nerija yra pietinėje jos dalyje didesniuose nei 15 m gyliuose. Nuodėgulių ir ledinių ančių energijos balansas, kuris buvo apskaičiuotas kaip jūros dugne esančių mitybos objektų energetinės vertės ir jūros ančių energijos sąnaudų santykis, leido įvertinti santykinę jūros dugno vertę vieno individo DEE atžvilgiu. Rezultatai parodė, kad energijos balanso požiūriu vertingiausių zonų pakanka žiemojančių ledinių ančių ir nuodėgulių populiacijoms išgyventi visą žiemą. Šios zonos jau yra įtrauktos į saugomos teritorijos statusą turintį Baltijos jūros biosferos poligoną, ir galėtų būti vertinamos nustatant itin griežtos apsaugos vietas, kurios pagal ES Biologinės bioįvairovės strategiją 2030 metais turi užimti ne mažiau kaip 10 % visų saugomų terotorijų ploto. Be to, papildomos apsaugos priemonės, reguliuojančios laivybą ir žvejybą, turėtų būti svarstomos ir seklioms, iki 15 m gylio esančioms teritorijoms, kuriose siųstuvų ir vizualinių stebėjimų duomenimis jūrinės antys ypač intensyviai maitinasi.