水獭、海胆和海带如何帮助评估生态系统的脆弱性

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By eating large quantities of purple sea urchins, otters off the coast of California are helping preserve kelp forests.Image: Unsplash/Steve Halama
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  • 水獭帮助保护了成片的海带,这是自然界中生态系统何等重要的一个例证。

  • 在生态系统中,被称为“关键物种”的捕食者有助于控制猎物的种群数量。

  • 如今,地球上至少有800万种动植物相互关联地共同生存于相互连通的系统之中。

  • 改变粮食生产、能源和基础设施等人类系统,有助于保护生态系统并遏制生物多样性丧失。

一只以紫海胆为食的水獭。Image: Morgan Rector / 加州大学圣克鲁斯分校

研究加州海带林减少情况的科学家认为,水獭因喜食海胆,有助于保护海带(一种海藻)。但并非所有海胆对水獭而言都一样,水獭会专门捕食营养丰富的健康海胆,而将其他海胆留下。

研究生乔舒亚·史密斯(Joshua Smith)就读于加州大学圣克鲁斯分校(UCSC),他于2014年开始研究海带林。他想弄清楚,为何在海底,海带的小片区域能够与被紫海胆完全覆盖的光秃区域并存。

“在蒙特雷湾,我们现在看到的是一幅斑驳的镶嵌图景:海胆荒原与海带林的小片区域直接相邻,而后者看上去相当健康,”史密斯表示。

在这些“海胆荒原”中,海底几乎只铺满了海胆,覆盖着海岸的大片区域。

蒙特雷湾的一处“海胆荒原”。Image: Michael Langhans / 加州大学圣克鲁斯分校

捕食者的力量

海獭是一种优势捕食者,属于被称为“关键物种”的一类,它们通过控制猎物(在本案例中为海胆)的种群数量来维持生态系统的平衡。

“我们想弄清楚,在海獭数量如此之多的地方,这场海胆爆发是如何发生的,海獭又如何做出反应,以及这对加州中部海岸的海带林命运意味着什么?”史密斯解释道。

三年间,史密斯与加州大学圣克鲁斯分校、美国地质调查局和蒙特雷湾水族馆的一支海獭研究团队开展了密集的水下调查。

这项研究建立在对加州海岸海獭种群和海带林生态系统数十年长期监测的基础之上。

虽然海胆数量的激增曾导致海獭种群大幅增长,但遭受破坏的海胆荒原依然存在。史密斯及其团队找到了原因:海獭捕食的是海带林生长茂盛区域中体型更大、能量更丰富的海胆。

“因此,海獭无视海胆荒原,转而捕食海带林中营养价值更高的海胆,”史密斯解释道。

海带林为多样的动植物群落提供食物和栖身之所。Image: 蒙特雷湾水族馆

万物相连

这项研究发表于《美国国家科学院院刊》,强调了动物行为在维系生态系统中的重要性。

“这一切在很大程度上由行为所驱动:海胆转而主动觅食,而海獭则选择捕食海带林中的健康海胆,”史密斯表示。“这些行为互动会对整个生态系统的最终走向产生影响。”

联合国环境规划署(UNEP)在解释“多米诺效应”式生物多样性丧失时阐述了生态系统的重要性,并说明了其重要意义。

如今,地球上至少有800万种动植物(包括人类)相互共存于生态系统之中。生态系统是地理区域,其规模可大至一片沙漠,也可小至一方池塘。

地球的整个表面是一系列相互连通的生态系统,它们常常以出人意料的方式相互依存。

“例如,每年亚马逊雨林都会从撒哈拉沙漠数千英里外被风携带而来的约2.2万吨尘埃中获取磷元素以实现施肥,”联合国环境规划署表示。

新自然

世界经济论坛在其报告《自然与商业的未来》中提出了跨越三大人类系统的15项转型,旨在实现碳中和、“自然正向”的经济,并于2030年前遏制生物多样性丧失。

这三大人类系统分别是:粮食、土地和海洋利用;基础设施与建成环境;以及采掘业与能源。

“它们共同推动了威胁近80%受威胁及近危物种生存的各类压力,”论坛表示。

拟议的变革包括减少农业和渔业对生态系统的足迹,并对森林进行可持续管理,以降低伐木对生物多样性的影响。

论坛表示,其提出的15项转型合计可在2030年前创造高达10.1万亿美元的年度商业价值,并带来3.95亿个就业岗位。

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