Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass Küstenökosysteme in städtischen Gebieten erheblich verändert oder verschlechtert werden6,7,8. Aufgrund der räumlichen Nähe wirken sich in diesen Gebieten gleichzeitig verschiedene anthropogene Störungen auf die Strandökosysteme aus. Es ist daher schwierig, die Umweltauswirkungen verschiedener Störungen zu entwirren und mit Sicherheit zu untersuchen, ob Ökosysteme unterschiedlich auf verschiedene Störungen reagieren9. Wir haben dieses Problem untersucht, indem wir kleine Koralleninseln untersucht haben, auf denen verschiedene anthropogene Störungen räumlich getrennt sind. Die Ergebnisse unseres neuartigen Studienansatzes zeigen, dass diese Störungen deutliche, aber deutliche Auswirkungen auf die untersuchten Einsiedlerkrebse haben. Diese auf unserem Studienansatz basierenden Ergebnisse sollten auf eine große Anzahl von Strandtaxa übertragbar sein, da die Verfügbarkeit von Nahrungsmitteln und Lebensräumen im Allgemeinen die Artenverteilung und die Populationsgröße einschränkt12,13.
Auf Touristeninseln Einsiedlerkrebse waren signifikant weniger häufig und signifikant größer als auf lokalen Inseln. Im Vergleich zum unbewohnten Bezugssystem wurde die Häufigkeit auf Touristeninseln negativ beeinflusst, unterschied sich jedoch nicht von den lokalen Inseln. Die Gesamtbevölkerungsgröße auf den lokalen Inseln sollte jedoch als verringert angesehen werden, da die Verfügbarkeit geeigneter Lebensräume durch Häfen und Küstenschutzstrukturen verringert wurde. Daher können verschiedene Elemente von städtischen Gebieten, z. B. dauerhafte Ansiedlung oder Tourismus, unterschiedliche Umweltauswirkungen auf die Strandökosysteme haben.
Nahrung, Verfügbarkeit von Lebensräumen und die Fülle an leeren Schalen begrenzen die Ressourcen für Einsiedlerkrebse und könnten Gründe dafür liefern beobachtete Unterschiede zwischen den beiden unterschiedlichen Landnutzungen12,14. Die Tendenz zu weniger organischem Material auf Touristeninseln (1,14 ± 0,31 g / m²) im Vergleich zu lokalen Inseln (4,26 ± 3,43 g / m²) und der unbewohnten Referenz (4,88 ± 1,84 g / m²) könnte durch Messungen zur Strandpflege erklärt werden wurden auf allen vier untersuchten Ferieninseln bis zu viermal täglich durchgeführt (persönliche Mitteilung). Strandpflege ist eine gängige Praxis in touristischen Einrichtungen und zielt darauf ab, abgewaschenes organisches Material und Schmutz von den Stränden zu entfernen9. Dies führt zu einer verringerten Verfügbarkeit von Nahrungsmitteln für die betroffene Strandfauna, was zu einer verringerten Bevölkerungsdichte führen kann15. In Übereinstimmung damit wurden an den gepflegten Stränden der Touristeninseln durchschnittlich nur drei Einsiedlerkrebse pro Parzelle gefunden, verglichen mit durchschnittlich 16 Einsiedlerkrebsen auf unbewohnten Inseln. Die Strandfauna auf den Touristeninseln kann auch eine höhere Sterblichkeit durch den Reinigungsprozess erfahren, entweder wenn sie versehentlich zusammen mit dem Algenmaterial entfernt wird (persönliche Beobachtung) oder wenn sie während des Reinigungsprozesses mechanisch zerkleinert wird, wie bereits für Geisterkrabben gezeigt16. Wir nehmen daher an, dass die Strandreinigung ein Grund für die deutlich geringere Häufigkeit auf Inseln mit touristischen Einrichtungen ist. Da auf den lokalen Inseln keine Strandreinigung durchgeführt wurde, blieb die Häufigkeit von Einsiedlerkrebsen in geeigneten Lebensräumen unberührt (durchschnittlich 18 Einsiedlerkrebse pro Grundstück), obwohl die Strände auch von der lokalen Bevölkerung für Freizeitaktivitäten genutzt werden.
Abgesehen von der Bei der Gesamtverfügbarkeit von organischem Material muss die Struktur des Strandlebensraums bei der Untersuchung der Populationsstruktur der Strandfauna berücksichtigt werden17: Im Vergleich zu den strukturell komplexeren Strandlebensraumtypen wiesen die feinen Sandstrände auf allen drei Inseltypen eine signifikant verringerte Häufigkeit von Einsiedlerkrebsen auf . Auf Touristeninseln machte dieser feine Sandstrandlebensraum 75 ± 12% des Gesamtumfangs aus. Der höhere Anteil des dünn besiedelten feinen Sandstrandes kann jedoch nicht allein für die verringerte Häufigkeit von Einsiedlerkrebsen auf Touristeninseln verantwortlich gemacht werden. Weniger als eine Einsiedlerkrebs pro Parzelle wurde im Lebensraum des feinen Sandstrandes von Touristeninseln gesammelt, während im Lebensraum des feinen Sandstrandes auf unbewohnten Inseln durchschnittlich elf Einsiedlerkrebse vorhanden waren. Daher sind Störungen im Zusammenhang mit touristischen Einrichtungen wahrscheinlich für die verringerte Häufigkeit an den feinen Sandstränden der Touristeninseln verantwortlich. Strandnahrung, eine Technik, bei der Sand aus der angrenzenden benthischen Zone gewonnen und an der vorhandenen Küste abgelagert wird, um die von Touristen gewünschten Sandstrände zu erweitern, wird häufig in einem Ausmaß durchgeführt, in dem die gesamte natürliche Strandküste künstlich in nicht bewachsene Sandstrände umgewandelt wird18. Diese Messung kann die Populationsgröße der gesamten Strandfauna verringern10,19,20 – insbesondere wenn die mit dem Strand verbundene Vegetation vollständig entfernt wird, können viele Strandtaxa vollständig fehlen10,18.Wir nehmen daher an, dass die Entfernung von Strand-assoziierter Vegetation zusammen mit der Entfernung von organischem Material, das durch Strandpflege und -nahrung verursacht wird, die Hauptgründe für die verringerte Häufigkeit von Einsiedlerkrebsen auf den Inseln mit touristischen Einrichtungen sind.
Die Küste der lokalen Inseln wurde anders verändert und beeinflusst als die der Touristeninseln: Die Küste der lokalen Inseln wurde zu 53 ± 21% künstlich in Form von Betonmauern blockiert, entweder für Hafenstandorte oder zur Stabilisierung von zurückgewonnenem Land. Daher bildete im Durchschnitt nur etwa die Hälfte der Küste der lokalen Inseln einen Strandlebensraum mit weichem Boden, der für strandassoziierte Organismen geeignet ist21. Obwohl die Häufigkeit der untersuchten Parzellen auf lokalen Inseln ähnlich war wie auf unbewohnten Inseln, müssen die lokalen Inseln mit ihren ausgedehnten künstlichen Küstenlinien als degradierte Küstenökosysteme mit reduzierten und fragmentierten Strandlebensräumen betrachtet werden22. Zusammenfassend lässt dies darauf schließen, dass die Gesamtpopulationsgröße der Einsiedlerkrebse einer vollständigen lokalen Insel im Durchschnitt 50% kleiner ist als die Gesamtpopulationsgröße unbewohnter Inseln, da die Konstruktionen auf lokalen Inseln dazu führten, dass die Küste für diese Organismen weitgehend unbewohnbar wurde23. Die Häufigkeit von Einsiedlerkrebsen in geeigneten Strandlebensräumen unterschied sich jedoch nicht zwischen unbewohnten und lokalen Inseln. Dies zeigt, dass Strandbewohner in dicht besiedelten Gebieten in der gleichen Häufigkeit vorkommen können wie auf unbewohnten Inseln, solange der Strandlebensraum selbst intakt bleibt und nicht durch menschliche Aktivitäten verändert wird.
Neben Nahrungsmitteln Verfügbarkeit und Lebensraumstruktur Die Verfügbarkeit von Muscheln ist die am stärksten einschränkende Ressource für Einsiedlerkrebse, da sie von der Zufuhr leerer Gastropodenschalen aus den angrenzenden Küstengewässern abhängen24. Daher kann die Analyse von Mustern in der Shell-Ressource weitere Erklärungen für die beobachteten Unterschiede zwischen den verschiedenen Inseltypen liefern.
Die Anzahl nicht verwendbarer leerer Shells wie Zapfen oder Kauris kann als Proxy für betrachtet werden Der gesamte Muscheleintrag einer Insel, da sich diese Muscheln an den Stränden ansammeln, ohne von Einsiedlerkrebsen entfernt oder genutzt zu werden25. Die Anzahl der nicht verwertbaren leeren Muscheln unterschied sich nicht zwischen unbewohnten und touristischen Inseln, was darauf hindeutet, dass der Gesamteintrag der Muschelressource auf beiden Inseltypen ähnlich war. Zusammen mit dem signifikant verringerten CUES-Verhältnis auf Touristeninseln (im Durchschnitt war eine nutzbare leere Schale pro Einsiedlerkrebs verfügbar) sind weder ein verringerter Schaleneinsatz noch eine hohe Konkurrenz um die Schalenressource für die signifikant verringerte Bevölkerungsdichte verantwortlich Touristeninseln. Eine ausreichende Anzahl leerer Schalen kann zu einem starken Wachstum einer Einsiedlerkrebspopulation in einem natürlichen System führen24. Dies deutet darauf hin, dass die Populationen auf den Touristeninseln aufgrund der Verfügbarkeit der Muschelressourcen möglicherweise weiter wachsen könnten, jedoch wahrscheinlich aufgrund der Strandpflege oder der Entfernung von Vegetation begrenzt sind.
Auf lokalen Inseln jedoch Die Anzahl der nicht verwertbaren leeren Muscheln war im Durchschnitt viermal höher als auf unbewohnten Inseln. Es hat sich gezeigt, dass die Ernte von Gastropoden für den Verzehr einen Überschuss an leeren Gastropodenschalen für Einsiedlerkrebspopulationen liefert und möglicherweise für die allgemeine Zunahme der Schalen auf den lokalen Inseln verantwortlich ist26. Darüber hinaus könnte eine insgesamt höhere Bevölkerungsdichte der Gastropoden in den angrenzenden Küstengewässern ein zusätzlicher Grund für die erhöhte Häufigkeit leerer Schalen sein. Dies könnte auf eine größere Nahrungsmittelversorgung infolge der Abwasserfreisetzung zurückzuführen sein27. Dieser Effekt trat nur auf den lokalen Inseln auf, da Abwasser und andere Siedlungsabfälle größtenteils unbehandelt in das Küstenwasser gelangen, während Touristenorte die Abwässer in Klärgruben sammeln und so die Nährstoffanreicherung der angrenzenden Gewässer minimieren28.
Die höhere Häufigkeit leerer Gastropodenschalen an den Stränden der Insel ist für die Einsiedlerkrebspopulationen von Vorteil, da die begrenzte Ressource weitgehend verfügbar ist29. Dies zeigt sich auch in einem verringerten CUES-Verhältnis auf den lokalen Inseln, was auf eine geringere Konkurrenz um die Shell-Ressource im Vergleich zur unbewohnten Referenz hinweist. Dies könnte zumindest teilweise erklären, warum die Häufigkeit von Einsiedlerkrebsen in den untersuchten Parzellen in der vorliegenden Studie auf den lokalen Inseln nicht beeinflusst wurde.
Obwohl die Häufigkeit in den untersuchten Parzellen nicht negativ beeinflusst wurde, war die mittlere Körpergröße an Die lokalen Inseln waren im Vergleich zu den Touristeninseln geringer. Die Körpergröße einer Einsiedlerkrebs korrelierte mit der Öffnungsfläche ihrer verwendeten Schale. Daher könnte die Analyse des Öffnungsbereichs der verwendbaren leeren Schalen eine Erklärung für die verringerte Körpergröße auf lokalen Inseln liefern, da die Größe der Öffnung das Wachstum begrenzt30. Die Öffnungsbereiche sowohl der verwendeten Schalen als auch der verwendbaren leeren Schalen unterschieden sich jedoch nicht signifikant zwischen den drei Inseltypen.Dies deutet darauf hin, dass das Fehlen größerer leerer Schalen nicht der Hauptgrund für die verringerte Körpergröße bei Einsiedlerkrebsen auf lokalen Inseln ist, da genügend große Schalen verfügbar waren, wodurch die Einsiedlerkrebse auf den lokalen Inseln möglicherweise weiter wachsen konnten. Wir nehmen daher an, dass menschliche Aktivitäten auf den lokalen Inseln für die verringerte Körpergröße verantwortlich sind: Strandbewohnende Decapod-Krebstiere wie C. perlatus werden von den lokalen Fischern häufig als Fischköder verwendet31. Sie können sich für größere Exemplare entscheiden, da sie leichter zu finden und besser als Fischköder geeignet sind32. Eine größenselektive Ernte könnte zu kleineren Körpergrößen auf lokalen Inseln führen, verglichen mit unbewohnten und touristischen Inseln, auf denen keine Ernte stattfindet33. Eine vergleichbare menschengetriebene Größenauswahl ist bereits bei kommerziellen Gastropoden- und Fischarten bekannt, bei denen intensives Ernten und Fischen aufgrund der Übernutzung des größeren Exemplars zu einer Verschiebung der Körpergröße hin zu einer kleineren Körpergröße führte34,35. Im Vergleich dazu waren Einsiedlerkrebse auf Touristeninseln signifikant größer. Dies kann mit der verringerten Häufigkeit auf diesen Inseln zusammenhängen, da eine geringere Populationsgröße die intraspezifische Konkurrenz verringert, was letztendlich dazu führen kann, dass Organismen größer werden11.
Unsere Studie zeigt, dass zwei Elemente von städtischen Gebieten unterschiedliche Umweltauswirkungen haben . Die Häufigkeit wurde auf Touristeninseln negativ beeinflusst, während die Körpergröße auf lokalen Inseln negativ beeinflusst wurde. Obwohl die Häufigkeit innerhalb der untersuchten Parzellen auf den lokalen Inseln nicht beeinträchtigt wurde, wird sie in größerem Umfang negativ beeinflusst, da etwa die Hälfte der Küste aus Betonmauern für Hafenstandorte und Küstenschutz besteht und daher für alle am Strand lebenden Organismen unbewohnbar ist / p>
Hier wird gezeigt, dass die Umwelt nicht immer identisch von den verschiedenen Elementen eines urbanisierten Gebiets beeinflusst wird, sondern dass die Art der anthropogenen Störung für die ökologische Konsequenz entscheidend ist. Gleichzeitig können Organismen in dicht besiedelten Gebieten die gleiche Populationsgröße wie in unbewohnten Ökosystemen beibehalten, solange bestimmte Lebensraummerkmale unberührt bleiben. Unser neuartiger Ansatz unter Verwendung kleiner Inseln stellte dabei sicher, dass die beobachteten Umweltauswirkungen nur auf ein Element eines städtischen Gebiets zurückzuführen sind, nämlich den Tourismus oder die dauerhafte Besiedlung.
Die Auswirkungen dieser Studie sind für Umweltschutzmaßnahmen von Vorteil Es zeigt, wie wichtig es ist, verschiedene Arten von Störungen, die aus städtischen Gebieten stammen, zu entwirren und jedes Element bei der Entwicklung von Bewirtschaftungsstrategien für den Naturschutz zu berücksichtigen36. In der Praxis könnte dies bedeuten, dass die Hauptmaßnahme für touristische Einrichtungen darin besteht, die Strandpflege zu reduzieren und Seegras und anderes allochthones Material als Nahrungsquelle für die Strandfauna zu belassen. Die Hauptmaßnahme für dauerhaft kolonisiertes Land wäre andererseits, die Behinderung der Küste durch Betonkonstruktionen zu minimieren und einige Vorschriften umzusetzen, die Teile der Küste als natürliche Sandstrände belassen. Diese beiden vorgeschlagenen Auswirkungen auf das Management, um zwei verschiedenen Formen der Landnutzung entgegenzuwirken, unterstreichen, wie wichtig es ist, anthropogene Störungen zu entwirren. Ein besseres Verständnis darüber, wie bestimmte menschliche Handlungen zu bestimmten Umweltreaktionen führen, wird es uns ermöglichen, diese Stressfaktoren besser einzudämmen und dem globalen Verlust an biologischer Vielfalt und Ökosystemen entgegenzuwirken37.