鯊魚在穩(wěn)定其生態(tài)系統(tǒng)方面起著至關(guān)重要的作用。隨著氣候變化不斷加劇，這一作用可能更加重要。
撰文：AMY MCKEEVER
灰礁鯊是印度太平洋海域的一種常見鯊魚，主要以短喙鼻魚為食。攝影：LAURENT BALLESTA，NAT GEO IMAGE COLLECTION
鯊魚是海洋中最兇猛的掠食者之一，同時(shí)也是最脆弱的動(dòng)物之一。四分之三的公海鯊魚和鰩魚物種面臨滅絕的威脅，主要是因?yàn)檫^度捕撈。
多年來，科學(xué)家們一直警告說，鯊魚急劇減少可能會(huì)帶來災(zāi)難性的后果。因?yàn)轷忯~是幫助控制食物鏈的頂級(jí)掠食者，所以從邏輯上講它們是關(guān)鍵物種——對生態(tài)系統(tǒng)有巨大影響的物種。沒有關(guān)鍵物種，生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)改變甚至消失。
然而，對于鯊魚來說，長期以來這個(gè)觀點(diǎn)主要停留于理論層面。鯊魚和其海洋棲息地很難研究，僅僅是進(jìn)入水中觀察就需要特殊的裝備。已知的500多種鯊魚體型各異，捕食不同的動(dòng)物，生活在截然不同的環(huán)境中，因此幾乎不可能精確地確定每一種鯊魚的影響。
這些復(fù)雜問題一直困擾著過去研究者開展有關(guān)鯊魚如何自上而下地影響其生態(tài)系統(tǒng)的研究。例如，2007年的一項(xiàng)研究似乎提供了明確的證據(jù)，表明北大西洋大白鯊的減少導(dǎo)致了牛鼻鲼的過度繁殖，反過來又導(dǎo)致扇貝、蛤和牡蠣的大量滅絕。不過，科學(xué)家們質(zhì)疑雙殼類動(dòng)物數(shù)量的減少是否受到了其他因素的影響，比如海上交通。
“我們想要進(jìn)行簡單的研究，但這是不可能的，”佛羅里達(dá)國際大學(xué)的海洋生態(tài)學(xué)者、鯊魚灣生態(tài)系統(tǒng)研究項(xiàng)目的創(chuàng)始人Michael Heithaus說。20多年來，他一直在研究這個(gè)位于澳大利亞西部、面積達(dá)23000平方公里的保護(hù)區(qū)。
鯊魚灣的研究表明，鯊魚有助于保護(hù)其所在的生態(tài)系統(tǒng)，但并不一定是作為捕食者，而是作為管理者。鯊魚能保持生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性和恢復(fù)能力，進(jìn)而減緩氣候變化，減小極端天氣事件的影響，比如熱浪和颶風(fēng)。
揭秘海洋生態(tài)系統(tǒng)
鯊魚灣是研究鯊魚與環(huán)境互動(dòng)的理想場所?；Ⅴ徏竟?jié)性的來到鯊魚灣，因此研究人員有機(jī)會(huì)觀察其他動(dòng)物在它們出現(xiàn)和消失時(shí)的行為。鯊魚灣是聯(lián)合國教科文組織世界遺產(chǎn)，擁有健康的捕食者和獵物種群，以及茂密的溫帶海草草甸，后者能減緩水流，保持海水清澈，并為許多物種提供棲息地和食物。海草還能捕獲二氧化碳（一種強(qiáng)效的溫室氣體），穩(wěn)固海底儲(chǔ)存二氧化碳的沉積物。一旦二氧化碳被存儲(chǔ)在沉積物中，就可以存留數(shù)萬年。
“我不知道地球上還有哪個(gè)地方像這里一樣，”莫特海洋實(shí)驗(yàn)室的研究科學(xué)家Rob Nowicki說，他曾與Heithaus在鯊魚灣合作研究。“這是大規(guī)模測試鯊魚與環(huán)境互動(dòng)的完美環(huán)境。”
自從國家地理探險(xiǎn)家Heithaus 1997年啟動(dòng)該項(xiàng)目以來，研究人員一直在收集鯊魚灣生態(tài)系統(tǒng)的所有元素的數(shù)據(jù)，為理清其錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系奠定基礎(chǔ)。
2012年發(fā)表的一項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)表明，虎鯊能將鯊魚灣的食草動(dòng)物嚇跑，比如儒艮（海牛的近親）和海龜，進(jìn)入熱帶海草草甸，而熱帶海草的碳吸收效率低于溫帶海草。換句話說，失去熱帶海草對環(huán)境的危害并不像失去溫帶海草那么大。
不過，在鯊魚減少和海龜?shù)玫奖Ｗo(hù)的海域，比如加勒比海和印度尼西亞海域，海龜會(huì)過度食用海草，破壞人類為減緩全球氣候變化而付出的努力，猶他州立大學(xué)水生生態(tài)學(xué)和全球變化實(shí)驗(yàn)室的主任Trisha Atwood說。
“在過去的20年里，我們已經(jīng)意識(shí)到，像海草這樣的生態(tài)系統(tǒng)實(shí)際上是地球上最好的碳儲(chǔ)庫之一，它們吸收碳的速度比任何陸地森林都快，” Atwood說。
2015年，Atwood在2012年研究的基礎(chǔ)上展開了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鯊魚灣的虎鯊還能阻止食草動(dòng)物擾亂溫帶海草下方充滿碳的沉積物。
“我們并不是說不應(yīng)該保護(hù)海龜，”她說?！拔覀冋J(rèn)為應(yīng)該保護(hù)鯊魚，這樣它們就能幫助管控自己的飲食對象?！?/p>
從極端天氣中恢復(fù)過來
鯊魚灣還為研究者研究鯊魚如何使生態(tài)系統(tǒng)更能適應(yīng)氣候變化的影響提供了更深刻的認(rèn)識(shí)。
2011年，一場極端的海洋熱浪襲擊鯊魚灣，摧毀了大約90%的溫帶海草，使鯊魚灣變得更加脆弱。研究人員知道海草需要很長時(shí)間才能恢復(fù)，因此將其視為一個(gè)研究機(jī)會(huì)。
“我們想知道在鯊魚灣這個(gè)虎鯊被捕撈殆盡的奇怪世界里會(huì)發(fā)生什么，”Nowicki說。“儒艮能回來完成熱浪還未完成的工作嗎？”
Nowicki和同事們把海灣的海草床劃分成小塊，模擬它們在有鯊魚和沒有鯊魚的情況下如何變化。他們發(fā)現(xiàn)，未受到虎鯊保護(hù)的海草床最終瀕臨崩潰。與此同時(shí)，鯊魚巡邏的區(qū)域更加穩(wěn)定，因?yàn)轷忯~為海草提供了更多的恢復(fù)時(shí)間。
研究表明虎鯊是鯊魚灣真正的關(guān)鍵物種，可能也是其他地方的關(guān)鍵物種，Nowicki說。
“這清楚地表明，擁有健康的鯊魚種群對生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定非常重要，”研究的合作者Heithaus說?！半S著生態(tài)系統(tǒng)受到越來越多的打擊，我們更應(yīng)該做的或許是培育完整的捕食者種群，而不是祈禱，希望一切正常?！?/p>
綜合影響
鯊魚灣讓我們得以了解鯊魚作為掠食者所扮演的重要角色，但Heithaus表示，現(xiàn)在的問題是這一模式是否適用于全球各地。“你不能只研究鯊魚，而應(yīng)該研究生態(tài)系統(tǒng)的各個(gè)方面?！?/p>
例如，Heithaus說，也有證據(jù)表明，牛鯊幼崽（可在淡水中活動(dòng)）將重要的營養(yǎng)物質(zhì)沉積在大沼澤地上游，但這些營養(yǎng)物質(zhì)能起到多大作用還有待觀察。
Nowicki將生態(tài)系統(tǒng)中的鯊魚多樣性比作支撐一座橋的支柱，失去一個(gè)物種就相當(dāng)于切斷另一根支撐整個(gè)結(jié)構(gòu)的支柱。
“問題是我們不知道什么時(shí)候會(huì)導(dǎo)致崩潰，”他說。不過，對于像鯊魚這樣的捕食者，“我們需要關(guān)注，因?yàn)槭ニ鼈兾覀儠?huì)損失更多?！?/p>
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