澳洲虎鲨如何平衡生态系统，为气候带来好处（图）

在澳大利亚最西端的鲨鱼湾（Shark Bay），至少有28种鲨鱼游过清澈的水域和起伏的海草，这是世界上最大的鲨鱼湾。虎鲨是鲨鱼湾锯齿状海湾的常客。这些大型掠食性鱼类4.5米长的身体穿过海草，偶尔也会捕食雄伟的食草海牛。虽然虎鲨的存在对猎物构成威胁，但这些掠食者对维持这两个物种生存的海洋生态系统至关重要。

尽管鲨鱼对人类来说声名狼藉，但它们其实也是遏制气候变化的强大盟友。

这一切都要追溯到鲨鱼湾浅滩上随着波浪摇摆的海草。海草是海牛和儒艮的食物，儒艮每天要吃掉约40公斤的海草，绿海龟也以吃海草为生。

儒艮的重量可达500公斤，是虎鲨的丰富食物来源。通过控制海牛的数量，鲨鱼湾的虎鲨有助于海草草地的繁荣。一片欣欣向荣的海草草地每平方英里储存的二氧化碳是陆地森林的两倍。

2011年，鲨鱼湾经历了一场强烈的热浪，导致海水在两个月内上升了5摄氏度（Credit: Getty Images）

但在全球范围内，虎鲨的数量正在下降，包括澳大利亚的一些种群。据估计，在澳大利亚昆士兰东北海岸，虎鲨数量至少减少了71%，这主要是由于过度捕捞和渔网附带所致。虎鲨数量减少意味着食草动物会吃掉更多的海草，这样海洋植被中吸收的碳就变得更少。在鲨鱼数量减少的加勒比海和印度尼西亚，海龟等食草动物过度放牧已经严重威胁到海草的栖息地，并导致海草消失了90%，甚至全部。

海草的消失不仅意味着吸收更少的碳，还使栖息地难以从极端气候导致的天气事件中恢复过来，比如热浪。

鲨鱼数量减少

有明确证据表明，鲨鱼的数量在世界范围内正在减少，而这在很大程度上要归咎于人类。国际自然保护联盟（IUCN）最近对红色名录进行了重新评估，他们发现，37.5%的鲨鱼和鳐鱼物种现在面临灭绝的威胁。迈阿密大学（University of Miami）海洋保护生物学家和讲师凯瑟琳·麦克唐纳（Catherine Macdonald）指出，自1970年以来，海洋鲨鱼和鳐鱼的数量减少了71%。

过度捕捞是它们面临的最大威胁，但沿海栖息地的丧失、猎物减少和水质下降也是造成威胁的因素。

2011年，澳大利亚西部遭遇了最严重的热浪，海洋温度连续两个月上升了5摄氏度。热浪对该海湾的主要海草物种南极根枝草（Amphibolis antarctica）是灾难性的，这些海草形成了丰富、密集的草甸，保存着沉积物，为食草动物提供食物。超过90%的南极根枝草消失了，这是整个海湾目前所知的最大损失。

奇怪的是，海草的消失对海湾的海牛来说是一种享受，它们喜欢一种更小、更难找到的热带海草，这种海草通常被高大、密集的南极根枝草保护着。当热带海草更容易获得时，海牛就会以一种被称为“挖掘觅食”的破坏性方式来寻找热带海草，挖出它们喜欢的海草根状茎，使南极根枝草难以重新生长为厚实的草甸。

在鲨鱼湾，虎鲨通过减少海牛数量，在某种程度上恢复了平衡，海湾的海草也并非全部消失。但它提出了一个问题：如果鲨鱼不在海湾里，南极根枝草能恢复这里的生态系统吗？

为了找到答案，佛罗里达国际大学（Florida International University）的罗布·诺维奇（Rob Nowicki）领导研究人员在东澳大利亚花了一段时间研究。那里的鲨鱼数量较低，海牛吃草基本不受干扰地。在那里，潜水员潜入海底，采摘海草，模拟海牛在没有捕食者阻止的情况下吃草——破坏性的挖掘觅食。果然，他们观察到，海草的覆盖范围迅速减少，特别是南极根枝草，生态系统开始转向以热带海草为主的更热带的景象。

“我们了解到，当儒艮进行挖掘觅食时，如果不加以控制，它们会迅速摧毁大面积的海草，”诺维奇说。这些变化可能是长期的。“当海草恢复时，海草群落看起来就不同了，不同的物种比以前占优势。”

这些发现强调了鲨鱼在鲨鱼湾所扮演的角色。诺维奇说：“如果没有虎鲨来控制儒艮，海湾很可能会变成主要的热带海草。”

海牛或儒艮是具有破坏性的食草动物，它们会铲除帮助维系生态系统的海草物种（Credit: Getty Images）

诺维奇的团队总结道，如果鲨鱼的数量继续以目前的速度减少，富含碳的海洋生态系统对极端气候事件（如热浪）的抵御能力可能会受到影响。

尽管如此，韦尔斯利学院（Wellesley College）生物科学助理教授贝卡·塞尔登（Becca Selden）表示，由于鲨鱼湾独特的生态系统，它对鲨鱼湾的影响可能比大多数地方都要深远。塞尔登解释说：“在海草生态系统中，它相对简单的食物网增强了这种强大效应，在那里，捕食者限制了巨型食草动物的食草量。”换句话说，在类似压力下，其他沿海栖息地可能没有鲨鱼湾那么糟糕。

除了减少海牛的数量，增强海草生态系统的适应力，虎鲨还在维持栖息地的健康方面发挥着另一个关键作用。当它们排泄时，或在草地上死亡，就能充当有力的肥料。

塞尔登说：“当海洋表面消耗的碳通过沉入海底的粪便和/或尸体转移到深海时，长寿的脊椎动物可以充当碳沉积。”

这种被称为碳沉积的现象在鲸鱼身上最为常见，但有研究表明，同样的好处也存在于鲨鱼身上。

伦敦帝国理工学院（Imperial College London）的杰西卡·威廉姆斯（Jessica Williams）领导的一项研究发现，在浅层珊瑚礁生态系统中常见的灰礁鲨，通过粪便将氮等营养物质转移到它们的栖息地。他们估计，帕尔米拉环礁（Palmyra Atoll）的8000多只灰鲨每天提供大约94.5公斤的氮。

由于鲨鱼湾的虎鲨花了大量的时间在海草床上捕猎和移动，它们很可能为这些植物提供了类似施肥的好处。塞尔登说：“大型远洋鲨鱼可能是造成这种影响的最重要因素，包括蓝鲨、灰鲭鲨和双髻鲨。”

随着全球鲨鱼数量减少，了解它们如何维持生态系统的需求变得更加迫切（Credit: Getty Images）

在增加鲨鱼数量方面，自然资源保护主义者面临着一个强大的对手：捕鱼业。

根据诺维奇和塞尔登的说法，已经有一种更加可持续的捕鱼运动，但很大一部分捕鱼业并没有改变他们的捕鱼方式，这是许多海洋顶端捕食者持续减少的主要原因。不同国家对动物保护法律的严格程度也有影响。

“由于许多掠食性鱼类的范围也很广，它们可以覆盖许多国家的司法管辖区，其中一些国家可能不会保护它们或实行可持续的捕捞做法，”诺维奇说。

虽然消费者越来越有环保意识，并倾向于选择可持续的渔业，但是，减少非法和不可持续的捕捞仍是一场艰苦战斗。

“可持续的、协调的，以及基于生态系统的渔业管理是保护这些捕食者及其生态作用的主要工具。每个人每天都可以通过获取信息、阅读科学知识、要求渔业变得可持续或保持可持续，以及购买可持续的海鲜来做到这一点，”诺维奇说。

如果你不确定哪种海鲜是真正可持续的，海洋管理委员会（MSC）会在国际上评估渔业，所以如果分销商是可持续认证的，包装上会有一个蓝色的MSC密封标志。

除了支持可持续捕鱼，诺维基说，真正保护海洋生物的唯一方法是减少全球温室气体排放。“归根结底，如果我们要在未来的几个世纪里保护我们的生态系统，就需要在解决气候变化的同时进行物种保护。”

即使鲨鱼恢复到更丰富的数量，它们对碳沉积和减缓的贡献也只是遏制气候变化努力的一小部分。但是鲨鱼大量存在对许多海洋生态系统产生了不可否认的连锁反应，这些生态系统的生存都依赖健康丰富的海草。通过平衡生态环境，鲨鱼正在强化这些生态系统，以应对气候变化的威胁，这样它们就可以在未来继续吸收碳。