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人们通过研究虎鲨,发现了世界上最大的海草生态系统

作者:甜瓜博士爱地球

保护海草对于缓减气候变化至关重要,因为它们在海底储存了大量的碳。然而,有效地保护及其为气候变化提供解决方案的潜力,受到了海草范围和分布不确定性的阻碍。最近科学家研究了位于巴哈马的海草生态系统,他们将现有的空间估计与遥感图像结合起来,并通过潜水员进行了广泛的海底地面测量。大部分数据竟然是从虎鲨中获得的,你相信么?

人们通过研究虎鲨,发现了世界上最大的海草生态系统

图1,水下海草

一、海草生态系统

海草生态系统在支持生物生产力、碳封存、海洋生物多样性和渔业资源方面发挥着越来越重要的作用。海草会捕集并永久地在沉积物中储存大量的碳,占海洋沉积物中埋藏的碳总量的17%。

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图2,地中海海草

在过去的几十年里,海草的快速损失减少了海草生态系统的隔离能力,同时也释放了大量的碳。因此,保护海草生态系统对于管理温室气体排放,在保护海草栖息地的同时,保护海草栖息地支持的许多濒危物种和海产品资源至关重要。

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图3,巴哈马海滩

保护海草生态系统至少需要了解其分布和范围。然而,它们在许多地区的分布仍然很差,我们估计全球海草的面积为160,387公里。海草的全球区域是其全球碳封存能力的不确定性的主要驱动因素,因此,它们作为蓝色碳资源的价值是巨大的。

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图4,巴哈马群岛

优势海草物种,如海草属,稀疏地覆盖于海床上,仅在沉积物上方突出一或几厘米,因为它通常部分被卵石砂覆盖。因此,小型海草生态系统仍在被发现,而且很可能非常大的生态系统仍未被绘制出来。

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图5,海草生态系统

二、巴哈马海岸有世界最大的海草系统

巴哈马,是一个位于大西洋西岸的岛国。巴哈马群岛位于美国佛罗里达州东南、古巴东北海域,由西北向东南延伸,长1223公里,宽96公里。由700多个岛屿及2400多个珊瑚礁组成,其中30个岛屿有人居住。属亚热带气候。

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图6,巴哈马码头

巴哈马河岸很大(>135,000平方公里),被广阔的碳酸盐沉积物覆盖,支持着大型、高度流动性的消费者(鲨鱼、海龟、海豚、海牛)的高度生物多样性。它们由两个分开的大河岸组成,大巴哈马河岸和小巴哈马河岸,平均深度为小于10米,在其边界处有陡峭的斜坡,并被海洋中一些最清澈的水域所覆盖。

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图7,巴哈马天堂岛

基质、碳酸盐砂、温暖的温度和充足的光照是海草的适宜条件,这里适宜的高原面积估计为112537平方公里,因此包括了大部分巴哈马河岸(83%)。因此,巴哈马河岸很可能拥有世界上最大的海草生态系统。

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图8,巴哈马沙滩

三、人们利用虎鲨评估海草范围

最近在生物相机标签的开发和应用方面的创新为生物学相关的地面真相和栖息地分类提供了一个独特的机会,远远超出了人类的能力。这是因为高度移动的动物可以在短时间内移动很远的距离,而且不受人为的限制(例如,船和底时间和范围、人员、海况、调查深度)的限制。事实上,绿海龟已经被证明可以指导海草生态系统的发现。

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图9,海龟

同样,利用世界各地浅层海草栖息地的高度流动性的鱼类可以作为指导发现新型海草生态系统的重要盟友,更重要的是,帮助已建立的估计海草空间范围的方法,如从地球卫星获得的遥感图像。

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图10,大堡礁

虎鲨是一种分布广泛的顶端食肉动物,与全球的海草生态系统表现出高度一致的联系。该物种的所有生命阶段都在巴哈马群岛广阔的海洋生态系统中广泛存在,大量的成年物种在河岸上长途迁移,并在季节性热点地区形成集中的聚集物。

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图11,巴哈马虎鲨

先前对巴哈马群岛虎鲨的监测工作表明,海草的栖息地有强大的栖息地选择。因此,虎鲨可以作为一种有用的研究工具,来指导和完善海草的测绘。

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图12,陕西三叠纪鲨鱼粪化石

四、如何利用虎鲨建立海草生态系统

我们对巴哈马海草生态系统范围的评估建立在几个数据流之上,包括独立的遥感数据、现有的和经验的,以及由人类观察员和虎鲨支持的地面真相。在我们的研究中有两个创新的要素,可以评估巴哈马海草生态系统。

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图13,几种鱼肠构造

首先,使用集成投票方法使我们能够整合来自不同数据流的估计值。第二个,也是最创新的因素,是使用虎鲨来扩展支持评估的地面真相。虎鲨是热带海洋中最大的顶端捕食者,在我们的研究中收集了关于底栖生物栖息地的创新数据,作为一个独特的调查伙伴和工具来评估稀疏海草和密集海草。

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图14,虎鲨

他们获得的数据显著地扩展了我们研究区域的地面真相的规模,因此有助于克服围绕地面真相的挑战,这是迄今为止阻碍了对巴哈马河岸海草生态系统范围的可靠评估。尽管我们在这里提供了海洋中海草生态系统的最大数量的人工调查数据,但由人类观察员支持的地面数据仍然局限在一个相对较小的区域和狭窄的深度范围内。

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图15,巴西2.7亿年前的鲨鱼粪化石Paula,2013

综上所述,由于汇集了虎鲨和人类的努力,科学家们发现了迄今为止规模最大、最具创新性的海草生态系统,有强有力的地面真相支持将巴哈马海岸指定为地球上最大的海草生态系统。这些发现对全球碳储量的估算具有广泛的意义。

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