Nicel araştırma makalesi incelemesi

DOI: 10.3389/fmars.2022.850162

Doğu Hint Okyanusu'ndaki Cüce Gök Balinaların Yıllar Arası Çağrı Tespitleri Üzerinde La Niña Koşullarının Etkisi

Küresel iklim değişikliği deniz ekosistemlerini hızla dönüştürürken megafauna türlerinin bu değişimlere nasıl yanıt verdiği konusu literatürde önemli bir araştırma sorusu olarak kalmaktadır. Özellikle Güney Yarımküre'deki gök balina popülasyonlarının çevresel değişkenliğe karşı gösterdiği uzun vadeli tepkiler hakkında veri kısıtlılığı bulunmaktadır.

Yazar
Gary Truong et al.
Yayın
Tarih
2023
01

Makalenin Kapsamı ve Akademik İçeriği

Küresel deniz suyu sıcaklıklarının artması ve okyanus sirkülasyonlarındaki değişimler, denizel ekosistemlerin yapısını ve megafauna türlerinin habitat kullanımını derinden etkilemektedir. Hint Okyanusu'nun doğu kesiminde yaşayan cüce gök balinaları (Balaenoptera musculus brevicauda), bu değişimlere karşı hassas türler olmalarına rağmen, uzak bölgelerdeki dağılımları ve kriptik doğaları nedeniyle haklarında yeterli uzun vadeli veri bulunmamaktadır. İklim değişikliğinin megafauna üzerindeki etkilerini anlamak, özellikle üreme başarısı ve besin kaynaklarına erişim arasındaki ilişkinin çözülmesi açısından kritiktir. Mevcut araştırma, iklimsel değişkenliğin bu devasa memelilerin göç stratejileri üzerindeki etkisini Cape Leeuwin'deki 16 yıllık veri setiyle sörgülayarak literatürdeki önemli bir boşluğa odaklanmaktadır.

Araştırmanın metodolojik altyapısını, 2003 ile 2018 yılları arasını kapsayan ve Cape Leeuwin istasyonundan elde edilen kapsamlı pasif akustik izleme (PAM) verileri oluşturmaktadır. Yazarlar, balina varlığını belirlemek için otomatik bir dedektör aracılığıyla cüce gök balinası çağrılarını tespit etmiş ve bu verileri büyük ölçekli iklim iticileri olan ENSO ve Hint Okyanusu Dipolü (IOD) ile modellemişlerdir. Ayrıca deniz yüzeyi sıcaklığı, deniz seviyesi yüksekliği ve klorofil-a konsantrasyonu gibi değişkenler, hem hidrofon lokasyonunda hem de önemli bir beslenme alanı olan Bonney Upwelling bölgesinde analiz edilmiştir. Yıllık ölçekte genelleştirilmiş doğrusal modeller (GLM) kullanılırken, aylık veriler için kısa vadeli ve mevsimsel otokorelasyonu hesaba katan zaman serisi analizleri uygulanmıştır.

Analizler sonuçunda, balina çağrı tespitleri ile La Niña evreleri arasında güçlü ve anlamlı bir pozitif korelasyon saptanmıştır. Özellikle La Niña yıllarında, nötr veya El Niño yıllarına kıyasla tespit edilen çağrı sayısının on kata kadar arttığı gözlemlenmiştir. Aylık bazda yapılan incelemeler, balina varlığının Bonney Upwelling bölgesindeki birincil verimlilik ve Cape Leeuwin civarındaki deniz seviyesi yüksekliği ile pozitif ilişkili olduğunu göstermiştir. Bu durum, balinaların yüksek verimlilik dönemlerinde göç yollarını daha yoğun kullandıklarını, düşük verimlilik yıllarında ise ya göçü tamamen atladıklarını ya da habitat kullanımlarını değiştirerek hidrofon menzili dışındaki daha açık deniz bölgelerine yöneldiklerini düşündürmektedir.

Bu çalışma, büyük ölçekli iklimsel salınımların balinaların göç davranışlarını hızlı bir şekilde değiştirebileceğini göstermesi bakımından literatüre özgün bir katkı sunmaktadır. Elde edilen bulgular, ENSO olaylarının şiddetinin artması beklenen gelecek dönemlerde balina popülasyonlarının iyileşme süreçlerinin ve üreme başarılarının çevresel faktörlerden nasıl etkilenebileceğine dair öngörüler sağlamaktadır. Araştırma, uzun vadeli akustik veri arşivlerinin korunması ve izlenmesinin, iklim değişikliğinin okyanus ekosistemleri üzerindeki etkilerini anlamadaki stratejik önemini vurgulamaktadır. Sonuçlar, nesli tehlike altındaki bu türlerin korunması için geliştirilecek yönetim planlarının sadece yerel değil, havza ölçeğindeki iklim modelleriyle entegre edilmesi gerektiğini kanıtlamaktadır.

Araştırmanın amacı

Bu çalışma, Batı Avustralya açıklarındaki Cape Leeuwin'de kaydedilen 16 yılı aşkın akustik veriyi kullanarak okyanusel çevresel iticilerin Doğu Hint Okyanusu cüce gök balinalarının göç örüntüleriyle olan korelasyonunu araştırmayı amaçlamaktadır(Truong et al., 2023).

İnceleme ve modelleme yöntemi

Araştırma, 2003-2018 yıllarını kapsayan 16 yıllık uzun dönemli pasif akustik izleme verilerini kullanarak Doğu Hint Okyanusu'ndaki cüce gök balinalarının göç davranışları ile büyük ölçekli okyanusel-iklimsel değişkenler arasındaki ilişkiyi negatif binom dağılımlı genelleştirilmiş doğrusal modeller ve zaman serisi analiziyle incelemektedir(Truong et al., 2023).

Kuramsal ve kavramsal çerçeve

Çalışma, iklim değişikliğinin trofik seviyeler üzerindeki etkisi ve megafaunanın kaynak mevcudiyetindeki değişimlere verdiği adaptif yanıtlar teorik çerçevesine dayanmaktadır. Özellikle çevresel değişkenliğin beslenme alanlarındaki verimliliği etkileyerek büyük memelilerin göç stratejilerini ve üreme başarılarını dolaylı yoldan şekillendirdiği varsayılmaktadır.

Makalenin ele aldığı literatür

Makale, balinaların göç kalıpları (Branch et al., 2007), iklim değişikliğinin deniz memelileri üzerindeki potansiyel etkileri (Learmonth et al., 2006) ve Hint Okyanusu'ndaki oşinografik dinamiklerin megafauna dağılımı üzerindeki etkilerine dair mevcut literatürü ele almaktadır.

Araştırma Tasarımı

Evren veya inceleme alanı
Doğu Hint Okyanusu (EIO) cüce gök balinası popülasyonu (Balaenoptera musculus brevicauda).
Örneklem veya araştırma materyali
Batı Avustralya'daki Cape Leeuwin açıklarında 1.063 metre derinliğe yerleştirilmiş H01W1 kodlu tek bir hidrofon istasyonundan alınan 16 yıllık sürekli ses kaydı verisi.
Veri toplama süreci
Kapsamlı Nükleer Testlerin Yasaklanması Anlaşması Örgütü (CTBTO) tarafından işletilen International Monitoring System bünyesindeki hidrofonlarla 250 Hz örnekleme hızında 1-100 Hz frekans aralığında sürekli kayıt yapılmıştır.
Veri analiz yöntemi
Ishmael 3.0 yazılımında spektrogram korelasyon yöntemiyle otomatik çağrı tespiti yapılmış, veriler Raven Pro 1.6 ile doğrulanmıştır. İstatistiksel olarak yıllık ölçekte negatif binom GLM, aylık ölçekte ise tscount paketi kullanılarak zaman serisi analizi uygulanmıştır.
La NiñaEl Niño-Güney Salınımı (ENSO)Pasif Akustik İzleme (PAM)Hint Okyanusu Dipolü (IOD)Klorofil-a KonsantrasyonuDeniz Yüzeyi Yüksekliği (SSH)Leeuwin AkıntısıGöç Stratejileri

Araştırmanın Bulguları

01

Yıllık toplam balina çağrı tespitleri ile Güney Salınımı İndeksi (SOI) ve Hint Okyanusu Dipolü (IOD) arasında istatistiksel olarak anlamlı pozitif bir korelasyon bulunmaktadır(Truong et al., 2023).

02

La Niña yıllarında tespit edilen cüce gök balinası çağrıları, nötr veya El Niño yıllarına kıyasla on kata varan oranlarda daha yüksek seviyelere ulaşmaktadır(Truong et al., 2023).

03

Aylık balina tespitleri, hidrofon bölgesindeki deniz yüzeyi yüksekliği ve Bonney Upwelling beslenme alanındaki klorofil-a konsantrasyonu ile pozitif korelasyon sergilemektedir(Truong et al., 2023).

04

Hidrofon konumundaki yerel klorofil-a seviyeleri ile balina çağrıları arasında saptanan negatif ilişki, yerel verimliliğin balina göçünün zirve yaptığı dönemlerle mevsimsel olarak uyuşmamasından kaynaklanmaktadır(Truong et al., 2023).

02

Bulguların Tartışılması ve Araştırmanın Sonucu

Bulguların Yazarlar Tarafından Yorumlanışı

Cape Leeuwin'deki 16 yıllık veri seti, Doğu Hint Okyanusu cüce gök balinalarının çağrı tespit oranlarının La Niña dönemlerinde, özellikle de 2011'deki güçlü olay sırasında dramatik bir artış gösterdiğini belgelemektedir. Bu bulgu, okyanusel iklim döngülerinin megifauna hareketliliği üzerindeki güçlü etkisini nicel olarak ortaya koymaktadır.

Yazarlar, La Niña yıllarındaki bu on katlık artışı beslenme alanlarındaki birincil üretkenlik artışıyla ilişkilendirmektedir. Düşük verimlilik dönemlerinde balinaların vücut kondisyonlarını korumak amacıyla maliyetli göç yölçuluğunu gerçekleştirmek yerine beslenme alanlarında kalmayı veya tespit menzili dışındaki açık denizlere yönelmeyi tercih ettikleri açıklanmaktadır.

Tartışma bölümünde sunulan bu dinamik göç modeli, balinaların sadece pasif göçmenler değil, çevresel sinyalleri ve besin mevcudiyetini optimize eden aktif stratejistler olduğunu göstermektedir. Bu durum, türün korunması için sadece sabit koruma alanlarının yeterli olmayabileceğini, iklim odaklı değişkenlerin de yönetim planlarına dahil edilmesi gerektiğini ima etmektedir.

Sonuç olarak çalışma, uzun vadeli ve kalibre edilmiş pasif akustik izleme verilerinin iklimsel sinyallerin deniz ekosistemindeki üst trofik seviyeler üzerindeki etkilerini anlamadaki vazgeçilmez rolünü kanıtlamaktadır. İklim değişikliğiyle şiddetlenen ekstrem doğa olaylarının, gök balinaları gibi nesli tehlike altındaki türlerin adaptasyon kapasitesini doğrudan etkileyeceği öngörülmektedir.

Bulguların Önceki Araştırmalarla Karşılaştırılması

Yazarlar, 2012 sonrası Cape Leeuwin'deki tespit azalışının Amsterdam Adası civarındaki artışla eşleştiğini belirterek, balinaların ENSO döngülerine bağlı olarak Hint Okyanusu'ndaki habitat kullanım alanlarını okyanus havzası genelinde dinamik şekilde kaydırdığını savunmaktadır(Truong et al., 2023).

Sonuç Bölümünün Sunduğu Çıkarımlar

Araştırma, ENSO ve IOD gibi periyodik iklim olaylarının balina göç stratejileri üzerinde belirleyici olduğunu kanıtlamaktadır; düşük verimlilik yıllarında bireylerin enerji tasarrufu için göçü atlayabildiği veya rotalarını değiştirebildiği sonuçuna varılarak bu değişkenliğin türün iklim değişikliğine uyumu ve popülasyon iyileşme süreçleri için kritik önemde olduğu vurgulanmaktadır(Truong et al., 2023).

Literatür Taraması İçin Sunduğu Çerçeve

Bu çalışma, deniz ekosistemlerindeki iklimsel değişkenliğin üst trofik seviyedeki türler üzerindeki uzun vadeli etkilerini inceleyen kısıtlı sayıdaki araştırmadan biri olarak literatürde kritik bir işlev görmektedir. On altı yıllık geniş kapsamlı bir zaman serisini analiz ederek, özellikle Güney Yarımküre'deki gök balina popülasyonlarının çevresel iticilere verdiği yanıtları nicel verilerle ortaya koymaktadır. Pasif akustik izleme teknolojisinin, uzak ve erişimi zor deniz alanlarında tür mevcudiyetini ve davranışsal değişimleri izlemede ne kadar maliyet etkin ve sürdürülebilir bir araç olduğunu kanıtlayarak metodolojik bir örnek sunmaktadır. Ayrıca, iklim olaylarının sadece yerel değil, havza ölçeğinde megafauna dağılımını nasıl yeniden yapılandırdığını göstererek deniz biyolojisi literatürüne mekansal ve zamansal bir derinlik katmaktadır.

Çalışma, cüce gök balinalarının Avustralya ve Endonezya arasındaki göç yollarını belirleyen önceki uydu takip çalışmaları ve görsel sörveyler üzerine inşa edilmiştir. Ancak bu geleneksel yöntemlerin sınırlı süre ve maliyet engellerini, on altı yıllık kesintisiz akustik veri kullanarak aşmakta ve literatürdeki kısa vadeli gözlem sınırlılığını gidermektedir. McCauley ve ark. (2018) tarafından ortaya konan popülasyon parametrelerini temel alarak, bu parametrelerin iklimsel döngülerle (ENSO ve IOD) olan dinamik etkileşimini ilk kez bu kadar uzun bir ölçekte ilişkilendirmektedir. Gill (2002) ve diğer araştırmacıların tanımladığı beslenme alanlarındaki verimlilik verilerini, balina tespit oranlarıyla birleştirerek literatürdeki trofik eşleşme tartışmalarına ampirik bir zemin kazandırmaktadır.

Literatür taraması süreçlerinde bu araştırma, deniz memelilerinin iklim değişikliğine bağlı ekstrem olaylara karşı gösterdiği esneklik veya savunmasızlık üzerine önemli bir referans teşkil etmektedir. Özellikle balinaların her yıl düzenli göç etmeyebileceği, yani 'kısmi göç' (partial migration) stratejisi izleyebileceğine dair sunduğu kanıtlar, balina biyolojisindeki yerleşik varsayımları güncellemektedir. Üretkenliğin düşük olduğu yıllarda göçün atlanabileceği veya habitat kullanımının açık denizlere kayabileceği önermesi, koruma biyolojisi perspektifinden dinamik yönetim stratejilerinin gerekliliğini vurgulamaktadır. Bu yönüyle çalışma, küresel ısınmanın deniz megafuanasının üreme başarısı ve fiziksel kondisyonu üzerindeki dolaylı tehditlerini belgeleyen bir vaka analizi olarak sentez çalışmalarına katkı sunmaktadır.

Kaynakça

  1. Torterotot, M., Samaran, F., Stafford, K. M., and Royer, J.-Y. (2020). Distribution of blue whale populations in the southern Indian ocean based on a decade of acoustic monitoring. Deep Sea Res. Part II: Topical Stud. Oceanography 179, 104874.
03

Tez ve Makale Araştırmalarında Kullanım

Makalenin doğrulanmış yöntemi, bulguları ve kuramsal çerçevesi; tez ve makale çalışmalarında kullanılacağı bölümle birlikte aşağıdaki üç araştırma taslağına dönüştürülmüştür.

01

Tez veya makalede kullanım · Yöntem

Pasif akustik izleme (PAM), geleneksel görsel sörveylerin sınırlılıklarını aşan, maliyet etkin bir uzun vadeli izleme yöntemidir.

PAM yönteminin uzak bölgelerdeki türlerin gece-gündüz ve hava koşullarından bağımsız izlenmesindeki avantajını vurgulamak için kullanılır(Truong et al., 2023).

ENSO Şiddeti ile Cüce Gök Balinası Şarkı Birimleri Arasındaki Korelasyonun İncelenmesi

Araştırma sorusu
Okyanus ısınması ve ENSO fazları, cüce gök balinalarının akustik çağrı yapısında (şarkı varyasyonlarında) belirgin bir değişime neden olmakta mıdır?
Yöntem taslağı
Jolliffe ve ark. (2019) tarafından tanımlanan şarkı birimleri baz alınarak, farklı ENSO dönemlerine ait akustik kayıtlar spektral analiz yöntemleriyle karşılaştırılacaktır. Örneklem, Cape Leeuwin'deki arşivlenmiş 10 yıllık ses kayıtlarından oluşacaktır. Veri analizi için otomatik dedektör çıktıları ile SST (Deniz Yüzeyi Sıcaklığı) anomalileri arasındaki çapraz korelasyon analiz edilecektir.

Makaleyle bağlantısı: Makalede belirtilen La Niña dönemindeki yüksek tespit oranlarının, sadece balina sayısı ile mi yoksa bireylerin vokal davranışlarındaki bir değişimle mi ilgili olduğu sorusundan türetilmiştir(Truong et al., 2023).

02

Tez veya makalede kullanım · Literatür Taraması

La Niña olayları gibi büyük ölçekli okyanusel döngüler, deniz megafuanasının göç yoğunluğu üzerinde belirleyici bir etkiye sahiptir.

İklimsel değişkenliğin balina tespit oranları ile pozitif korelasyonunu (SOI ve IOD üzerinden) desteklemek için referans verilir(Truong et al., 2023).

Bonney Upwelling Bölgesinde Trofik Mismatch Riskinin Uzaktan Algılama ile Değerlendirilmesi

Araştırma sorusu
İklim değişikliği nedeniyle klorofil-a zirve noktalarının zamanlamasındaki kaymalar, balina göçünün zirve yaptığı dönemlerle bir uyumsuzluk (mismatch) yaratmakta mıdır?
Yöntem taslağı
MODIS-Aqua uydu verileri kullanılarak son 20 yılın klorofil-a fenolojisi çıkarılacak ve PAM verilerinden elde edilen balina geliş zamanlaması ile çakıştırılacaktır. Örneklem büyüklüğü, istatistiksel güç analizi ile belirlenen yıllık klorofil zirve günlerinden oluşacaktır. Fenolojik kaymaların yönü ve şiddeti dairesel istatistik yöntemleri (circular statistics) ile analiz edilecektir.

Makaleyle bağlantısı: Yazarın beslenme alanlarındaki verimlilik değişimlerinin göç başarısı ve üreme üzerindeki etkilerine dair yaptığı uyarılara dayanmaktadır(Truong et al., 2023).

03

Tez veya makalede kullanım · Tartışma

Düşük çevresel verimlilik yıllarında gök balinaları enerji tasarrufu sağlamak için göçü atlama eğilimi gösterebilir.

Kısmi göç (partial migration) hipotezini ve vücut kondisyonunun göç kararı üzerindeki etkisini tartışırken temel kanıt olarak kullanılır(Truong et al., 2023).

Çoklu Hidrofon Dizilimleri ile El Niño Yıllarında Offshore Habitat Kullanımının Haritalanması

Araştırma sorusu
El Niño dönemlerinde azalan kıyı verimliliği karşısında balinalar göç rotalarını kıyıdan ne kadar uzağa (açık denize) kaydırmaktadır?
Yöntem taslağı
Kıta sahanlığı boyunca farklı mesafelere (50 km, 100 km, 200 km açık deniz) yerleştirilen pasif akustik kaydedicilerle eş zamanlı veri toplanacaktır. Veri doygunluğuna ulaşana kadar en az iki tam göç sezonu boyunca kayıt alınacaktır. Tespit menzili ve sinyal şiddeti (received level) analiz edilerek balinaların kıyıdan uzaklaşma mesafeleri modellenmiştir.

Makaleyle bağlantısı: Makalede düşük tespitlerin bir nedeni olarak sunulan 'balinaların hidrofon menzili dışındaki açık denizlere kayması' hipotezini test etme çağrısından türetilmiştir(Truong et al., 2023).