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人們通過研究虎鲨,發現了世界上最大的海草生态系統

作者:甜瓜博士愛地球

保護海草對于緩減氣候變化至關重要,因為它們在海底儲存了大量的碳。然而,有效地保護及其為氣候變化提供解決方案的潛力,受到了海草範圍和分布不确定性的阻礙。最近科學家研究了位于巴哈馬的海草生态系統,他們将現有的空間估計與遙感圖像結合起來,并通過潛水員進行了廣泛的海底地面測量。大部分資料竟然是從虎鲨中獲得的,你相信麼?

人們通過研究虎鲨,發現了世界上最大的海草生态系統

圖1,水下海草

一、海草生态系統

海草生态系統在支援生物生産力、碳封存、海洋生物多樣性和漁業資源方面發揮着越來越重要的作用。海草會捕集并永久地在沉積物中儲存大量的碳,占海洋沉積物中埋藏的碳總量的17%。

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圖2,地中海海草

在過去的幾十年裡,海草的快速損失減少了海草生态系統的隔離能力,同時也釋放了大量的碳。是以,保護海草生态系統對于管理溫室氣體排放,在保護海草栖息地的同時,保護海草栖息地支援的許多瀕危物種和海産品資源至關重要。

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圖3,巴哈馬海灘

保護海草生态系統至少需要了解其分布和範圍。然而,它們在許多地區的分布仍然很差,我們估計全球海草的面積為160,387公裡。海草的全球區域是其全球碳封存能力的不确定性的主要驅動因素,是以,它們作為藍色碳資源的價值是巨大的。

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圖4,巴哈馬群島

優勢海草物種,如海草屬,稀疏地覆寫于海床上,僅在沉積物上方突出一或幾厘米,因為它通常部分被卵石砂覆寫。是以,小型海草生态系統仍在被發現,而且很可能非常大的生态系統仍未被繪制出來。

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圖5,海草生态系統

二、巴哈馬海岸有世界最大的海草系統

巴哈馬,是一個位于大西洋西岸的島國。巴哈馬群島位于美國佛羅裡達州東南、古巴東北海域,由西北向東南延伸,長1223公裡,寬96公裡。由700多個島嶼及2400多個珊瑚礁組成,其中30個島嶼有人居住。屬亞熱帶氣候。

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圖6,巴哈馬碼頭

巴哈馬河岸很大(>135,000平方公裡),被廣闊的碳酸鹽沉積物覆寫,支援着大型、高度流動性的消費者(鲨魚、海龜、海豚、海牛)的高度生物多樣性。它們由兩個分開的大河岸組成,大巴哈馬河岸和小巴哈馬河岸,平均深度為小于10米,在其邊界處有陡峭的斜坡,并被海洋中一些最清澈的水域所覆寫。

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圖7,巴哈馬天堂島

基質、碳酸鹽砂、溫暖的溫度和充足的光照是海草的适宜條件,這裡适宜的高原面積估計為112537平方公裡,是以包括了大部分巴哈馬河岸(83%)。是以,巴哈馬河岸很可能擁有世界上最大的海草生态系統。

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圖8,巴哈馬沙灘

三、人們利用虎鲨評估海草範圍

最近在生物相機标簽的開發和應用方面的創新為生物學相關的地面真相和栖息地分類提供了一個獨特的機會,遠遠超出了人類的能力。這是因為高度移動的動物可以在短時間内移動很遠的距離,而且不受人為的限制(例如,船和底時間和範圍、人員、海況、調查深度)的限制。事實上,綠海龜已經被證明可以指導海草生态系統的發現。

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圖9,海龜

同樣,利用世界各地淺層海草栖息地的高度流動性的魚類可以作為指導發現新型海草生态系統的重要盟友,更重要的是,幫助已建立的估計海草空間範圍的方法,如從地球衛星獲得的遙感圖像。

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圖10,大堡礁

虎鲨是一種分布廣泛的頂端食肉動物,與全球的海草生态系統表現出高度一緻的聯系。該物種的所有生命階段都在巴哈馬群島廣闊的海洋生态系統中廣泛存在,大量的成年物種在河岸上長途遷移,并在季節性熱點地區形成集中的聚集物。

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圖11,巴哈馬虎鲨

先前對巴哈馬群島虎鲨的監測工作表明,海草的栖息地有強大的栖息地選擇。是以,虎鲨可以作為一種有用的研究工具,來指導和完善海草的測繪。

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圖12,陝西三疊紀鲨魚糞化石

四、如何利用虎鲨建立海草生态系統

我們對巴哈馬海草生态系統範圍的評估建立在幾個資料流之上,包括獨立的遙感資料、現有的和經驗的,以及由人類觀察員和虎鲨支援的地面真相。在我們的研究中有兩個創新的要素,可以評估巴哈馬海草生态系統。

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圖13,幾種魚腸構造

首先,使用內建投票方法使我們能夠整合來自不同資料流的估計值。第二個,也是最創新的因素,是使用虎鲨來擴充支援評估的地面真相。虎鲨是熱帶海洋中最大的頂端捕食者,在我們的研究中收集了關于底栖生物栖息地的創新資料,作為一個獨特的調查夥伴和工具來評估稀疏海草和密集海草。

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圖14,虎鲨

他們獲得的資料顯著地擴充了我們研究區域的地面真相的規模,是以有助于克服圍繞地面真相的挑戰,這是迄今為止阻礙了對巴哈馬河岸海草生态系統範圍的可靠評估。盡管我們在這裡提供了海洋中海草生态系統的最大數量的人工調查資料,但由人類觀察員支援的地面資料仍然局限在一個相對較小的區域和狹窄的深度範圍内。

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圖15,巴西2.7億年前的鲨魚糞化石Paula,2013

綜上所述,由于彙集了虎鲨和人類的努力,科學家們發現了迄今為止規模最大、最具創新性的海草生态系統,有強有力的地面真相支援将巴哈馬海岸指定為地球上最大的海草生态系統。這些發現對全球碳儲量的估算具有廣泛的意義。

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