虎鯊如何平衡生態系統 為氣候帶來好處

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虎鯊
虎鯊

在澳大利亞最西端的鯊魚灣(Shark Bay),至少有28種鯊魚遊過清澈的水域和起伏的海草,這是世界上最大的鯊魚灣。虎鯊是鯊魚灣鋸齒狀海灣的常客。這些大型掠食性魚類4.5米長的身體穿過海草,偶爾也會捕食雄偉的食草海牛。雖然虎鯊的存在對獵物構成威脅,但這些掠食者對維持這兩個物種生存的海洋生態系統至關重要。

儘管鯊魚對人類來說聲名狼藉,但它們其實也是遏制氣候變化的強大盟友。

這一切都要追溯到鯊魚灣淺灘上隨著波浪搖擺的海草。海草是海牛和儒艮的食物,儒艮每天要吃掉約40公斤的海草,綠海龜也以吃海草為生。

儒艮的重量可達500公斤,是虎鯊的豐富食物來源。通過控制海牛的數量,鯊魚灣的虎鯊有助於海草草地的繁榮。一片欣欣向榮的海草草地每平方英里儲存的二氧化碳是陸地森林的兩倍。

鯊魚灣
2011年,鯊魚灣經歷了一場強烈的熱浪,導致海水在兩個月內上升了5攝氏度(Credit: Getty Images)

但在全球範圍內,虎鯊的數量正在下降,包括澳大利亞的一些種群。據估計,在澳大利亞昆士蘭東北海岸,虎鯊數量至少減少了71%,這主要是由於過度捕撈和漁網附帶所致。虎鯊數量減少意味著食草動物會吃掉更多的海草,這樣海洋植被中吸收的碳就變得更少。在鯊魚數量減少的加勒比海和印度尼西亞,海龜等食草動物過度放牧已經嚴重威脅到海草的棲息地,並導致海草消失了90%,甚至全部。

海草的消失不僅意味著吸收更少的碳,還使棲息地難以從極端氣候導致的天氣事件中恢復過來,比如熱浪。

鯊魚數量減少

有明確證據表明,鯊魚的數量在世界範圍內正在減少,而這在很大程度上要歸咎於人類。國際自然保護聯盟(IUCN)最近對紅色名錄進行了重新評估,他們發現,37.5%的鯊魚和鰩魚物種現在面臨滅絶的威脅。邁阿密大學(University of Miami)海洋保護生物學家和講師凱瑟琳·麥克唐納(Catherine Macdonald)指出,自1970年以來,海洋鯊魚和鰩魚的數量減少了71%。

過度捕撈是它們面臨的最大威脅,但沿海棲息地的喪失、獵物減少和水質下降也是造成威脅的因素。

2011年,澳大利亞西部遭遇了最嚴重的熱浪,海洋溫度連續兩個月上升了5攝氏度。熱浪對該海灣的主要海草物種南極根枝草(Amphibolis antarctica)是災難性的,這些海草形成了豐富、密集的草甸,保存著沉積物,為食草動物提供食物。超過90%的南極根枝草消失了,這是整個海灣目前所知的最大損失。

奇怪的是,海草的消失對海灣的海牛來說是一種享受,它們喜歡一種更小、更難找到的熱帶海草,這種海草通常被高大、密集的南極根枝草保護著。當熱帶海草更容易獲得時,海牛就會以一種被稱為「挖掘覓食」的破壞性方式來尋找熱帶海草,挖出它們喜歡的海草根狀莖,使南極根枝草難以重新生長為厚實的草甸。

在鯊魚灣,虎鯊通過減少海牛數量,在某種程度上恢復了平衡,海灣的海草也並非全部消失。但它提出了一個問題:如果鯊魚不在海灣裏,南極根枝草能恢復這裏的生態系統嗎?

為了找到答案,佛羅里達國際大學(Florida International University)的羅布·諾維奇(Rob Nowicki)領導研究人員在東澳大利亞花了一段時間研究。那裏的鯊魚數量較低,海牛吃草基本不受干擾地。在那裏,潛水員潛入海底,採摘海草,模擬海牛在沒有捕食者阻止的情況下吃草——破壞性的挖掘覓食。果然,他們觀察到,海草的覆蓋範圍迅速減少,特別是南極根枝草,生態系統開始轉向以熱帶海草為主的更熱帶的景象。

「我們了解到,當儒艮進行挖掘覓食時,如果不加以控制,它們會迅速摧毀大面積的海草,」諾維奇說。這些變化可能是長期的。「當海草恢復時,海草群落看起來就不同了,不同的物種比以前佔優勢。」

這些發現強調了鯊魚在鯊魚灣所扮演的角色。諾維奇說:「如果沒有虎鯊來控制儒艮,海灣很可能會變成主要的熱帶海草。」

海牛
海牛或儒艮是具有破壞性的食草動物,它們會鏟除幫助維繫生態系統的海草物種(Credit: Getty Images)

諾維奇的團隊總結道,如果鯊魚的數量繼續以目前的速度減少,富含碳的海洋生態系統對極端氣候事件(如熱浪)的抵禦能力可能會受到影響。

儘管如此,韋爾斯利學院(Wellesley College)生物科學助理教授貝卡·塞爾登(Becca Selden)表示,由於鯊魚灣獨特的生態系統,它對鯊魚灣的影響可能比大多數地方都要深遠。塞爾登解釋說:「在海草生態系統中,它相對簡單的食物網增強了這種強大效應,在那裏,捕食者限制了巨型食草動物的食草量。」換句話說,在類似壓力下,其他沿海棲息地可能沒有鯊魚灣那麼糟糕。

除了減少海牛的數量,增強海草生態系統的適應力,虎鯊還在維持棲息地的健康方面發揮著另一個關鍵作用。當它們排洩時,或在草地上死亡,就能充當有力的肥料。

塞爾登說:「當海洋表面消耗的碳通過沉入海底的糞便和/或屍體轉移到深海時,長壽的脊椎動物可以充當碳沉積。」

這種被稱為碳沉積的現象在鯨魚身上最為常見,但有研究表明,同樣的好處也存在於鯊魚身上。

倫敦帝國理工學院(Imperial College London)的傑西卡·威廉姆斯(Jessica Williams)領導的一項研究發現,在淺層珊瑚礁生態系統中常見的灰礁鯊,通過糞便將氮等營養物質轉移到它們的棲息地。他們估計,帕爾米拉環礁(Palmyra Atoll)的8000多只灰鯊每天提供大約94.5公斤的氮。

由於鯊魚灣的虎鯊花了大量的時間在海草牀上捕獵和移動,它們很可能為這些植物提供了類似施肥的好處。塞爾登說:「大型遠洋鯊魚可能是造成這種影響的最重要因素,包括藍鯊、灰鯖鯊和雙髻鯊。」

生態系統
隨著全球鯊魚數量減少,了解它們如何維持生態系統的需求變得更加迫切(Credit: Getty Images)

在增加鯊魚數量方面,自然資源保護主義者面臨著一個強大的對手:捕魚業。

根據諾維奇和塞爾登的說法,已經有一種更加可持續的捕魚運動,但很大一部分捕魚業並沒有改變他們的捕魚方式,這是許多海洋頂端捕食者持續減少的主要原因。不同國家對動物保護法律的嚴格程度也有影響。

「由於許多掠食性魚類的範圍也很廣,它們可以覆蓋許多國家的司法管轄區,其中一些國家可能不會保護它們或實行可持續的捕撈做法,」諾維奇說。

雖然消費者越來越有環保意識,並傾向於選擇可持續的漁業,但是,減少非法和不可持續的捕撈仍是一場艱苦戰鬥。

「可持續的、協調的,以及基於生態系統的漁業管理是保護這些捕食者及其生態作用的主要工具。每個人每天都可以通過獲取信息、閲讀科學知識、要求漁業變得可持續或保持可持續,以及購買可持續的海鮮來做到這一點,」諾維奇說。

如果你不確定哪種海鮮是真正可持續的,海洋管理委員會(MSC)會在國際上評估漁業,所以如果分銷商是可持續認證的,包裝上會有一個藍色的MSC密封標誌。

除了支持可持續捕魚,諾維基說,真正保護海洋生物的唯一方法是減少全球溫室氣體排放。「歸根結底,如果我們要在未來的幾個世紀裏保護我們的生態系統,就需要在解決氣候變化的同時進行物種保護。」

即使鯊魚恢復到更豐富的數量,它們對碳沉積和減緩的貢獻也只是遏制氣候變化努力的一小部分。但是鯊魚大量存在對許多海洋生態系統產生了不可否認的連鎖反應,這些生態系統的生存都依賴健康豐富的海草。通過平衡生態環境,鯊魚正在強化這些生態系統,以應對氣候變化的威脅,這樣它們就可以在未來繼續吸收碳。

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