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研究人员评估黑弗罗迪亚水母(Blackfordia virginica)入侵波罗的海风险,发现适宜性随温盐变化,未来或扩张。
# 黑弗罗迪亚水母入侵波罗的海生态系统风险评估:气候变化下的潜在威胁
在神秘的海洋世界里,水母就像一群灵动的精灵,却又暗藏着巨大的 “能量”。近年来,水母在海洋生态系统中的角色愈发引人关注。它们不仅影响着水生食物网,还对社会经济产生诸多影响。比如,它们会干扰娱乐活动,影响渔业发展,改变经济鱼类的数量,通过捕食和竞争影响鱼类的幼体补充。然而,长期以来,由于采样和保存方法的限制,水母的生态作用、爆发范围和长期动态大多被忽视,缺乏连续的长期数据集。
波罗的海作为世界上最大的半咸水生态系统,正经历着显著的变化。气候变暖让这里的水温不断升高,部分区域从贫营养状态转变为富营养状态,人类活动的影响也日益加剧,如富营养化、气候变化和频繁的海上交通,这些都为水母的聚集创造了条件,也使得波罗的海成为非本土物种传播的重要枢纽。
黑弗罗迪亚水母(Blackfordia virginica Mayer, 1910)这一外来物种,自 2014 - 2015 年在波罗的海的基尔运河被发现后,逐渐在该区域扩散。它在其他海域已经被视为入侵物种,且具有广盐性,在波罗的海有很高的定殖潜力,其大量繁殖可能对当地生态系统造成严重影响。为了深入了解这种水母在波罗的海的扩散潜力以及气候变化和营养变化对其分布的影响,来自瑞典斯德哥尔摩大学、德国 GEOMAR 亥姆霍兹海洋研究中心、葡萄牙阿尔加夫大学等多个研究机构的研究人员展开了相关研究。该研究成果发表在《Biological Invasions》上。
研究人员首先通过系统回顾已发表的文献、个人交流和互联网数据库,收集黑弗罗迪亚水母的分布数据,同时记录采集时周围海水的盐度和温度信息。之后,利用 BIOMOD2 软件包中的 6 种模型算法进行集合建模,通过空间块交叉验证评估模型性能,最终将通过质量评估的模型输出结合起来,预测适宜栖息地。研究中还使用了 RCO - SCOBI 模型,该模型是波罗的海的高分辨率 3D 物理 - 生物地球化学模型,用于确定不同情景下波罗的海 50 米水柱上层的热盐条件。
研究结果
- 适宜生态位:研究发现,黑弗罗迪亚水母的适宜性与温度呈正相关,当温度达到 10°C 时,适宜性开始增加,在 25°C 时达到最佳,之后随着温度升高适宜性降低。盐度方面,低于 2 时适宜性较低,10 - 23 之间适宜性较高。
- 季节性变化:对波罗的海环境的季节性适宜性分析表明,6 - 9 月的条件似乎对黑弗罗迪亚水母更为有利,而且模型显示不同情景下该物种在波罗的海的适宜性都有所增加。
- 未来情景预测:未来情景预测显示,与基线(1975 - 2005 年)相比,2017 - 2047 年和 2069 - 2099 年的栖息地适宜性有所增加,A006 情景下的适宜性增加更为明显。空间分析发现,波罗的海南部沿海地区的适宜性增加最为显著,而东部和开阔水域的适宜性较低。
研究结论与讨论
此次研究确定了黑弗罗迪亚水母在波罗的海适宜的温度和盐度栖息地,表明其未来可能会在波罗的海扩张,适宜性水平也会增加。虽然目前无法量化其入侵的生态影响,但该物种能够达到高密度且具有捕食特性,可能会对波罗的海的上下营养级产生影响。
研究还强调了将凝胶状浮游生物纳入监测计划的重要性,这有助于追踪水母分布和生物量的时空动态。目前,对于水母在生态系统功能中的作用和影响,仍存在大量知识空白,填补这些空白有助于提高对水生环境能量转移的理解,改善生物地球化学模型的输出质量。
此外,研究存在一些不确定性因素。例如,生物地球化学模型对盐度预测的可变性,该物种复杂的生活周期未完全考虑,以及数据不足可能导致模型的变异性增加等。但总体而言,该研究为深入了解黑弗罗迪亚水母在波罗的海的入侵风险提供了重要依据,为后续的生态保护和管理工作奠定了基础。