热浪期间捕捞对近岸生态系统的影响:揭示生态交互变化与间接捕捞死亡率上升

【字体: 时间:2025年05月13日 来源:Communications Biology 5.2

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  在全球气候变暖背景下,热浪频发。研究人员针对近岸捕捞在热浪期间的生态影响开展研究。通过模拟蛤蜊捕捞实验,发现热浪时捕捞会改变生态交互,增加亚法定尺寸蛤蜊的间接捕捞死亡率,为生态系统基础的渔业管理提供关键信息。

  近年来,全球热浪事件愈发频繁、严重且持续时间更长。这一变化不仅在陆地引发诸多问题,如极端干旱、野火以及人类和其他生物因高温致死等,在海洋领域同样影响深远。海洋热浪(Marine heatwaves)致使海水温度异常升高,对海洋生物产生多样影响,还带来不利的社会经济后果。对于生活在海陆交界处(如潮间带)的生物而言,它们既要面对陆地热浪带来的高温空气,又要承受海洋热浪引发的海水升温,生存面临巨大挑战。
尽管已有研究表明热浪会产生生态效应,但针对近岸系统的实地研究却极为稀缺,且关于热浪期间人为干扰(如捕捞)潜在生态影响的研究也十分有限。为了填补这些知识空白,来自加拿大渔业和海洋部(Fisheries and Oceans Canada)以及新不伦瑞克大学(University of New Brunswick)的研究人员 Jeff C. Clements、Sarah Harrison 等人开展了一项重要研究。该研究成果发表在《Communications Biology》上。

研究人员采用了实地中宇宙实验(in situ field mesocosm experiment)的方法。实验地点位于加拿大新不伦瑞克省库希布瓜克国家公园(Kouchibouguac National Park)的 Loggiecroft 海滩潮间带。在 2024 年 5 月至 9 月的休闲软壳蛤蜊(Mya arenaria)捕捞季,共进行了 5 次实验。每次实验选取低潮时,模拟蛤蜊捕捞过程,将捕获的亚法定尺寸(30 - 50mm 壳长)的蛤蜊标记后放回沉积物,观察其再穴居和死亡率,并记录捕食者和食腐动物的活动情况。同时,设置了捕食者排除(predator exclusion,PE)和捕食者纳入(predator inclusion,PI)两种实验地块,在不同潮汐水平(潮间带、浅潮下带、深潮下带)进行实验5910

在实验结果方面,研究人员发现不同月份实验期间的气温和湿度指数存在显著差异。6 月实验期间气温异常高,平均气温达 32.6°C,湿度指数也最高。通过贝叶斯广义线性混合模型(Bayesian generalized linearmixed models,BGLMM)分析发现,实验月份对蛤蜊再穴居比例有显著影响,6 月热浪期间再穴居比例显著低于其他月份。在蛤蜊死亡率方面,实验月份与捕捞后时间、捕食者处理与捕捞后时间均存在显著交互作用。6 月实验中蛤蜊死亡率普遍高于其他月份,且 6 月实验中被吃掉的蛤蜊数量远多于其他月份,捕食者活动在 6 月热浪期间也大幅增加123

进一步分析发现,当将实验数据与捕捞时的气温相结合时,存在一个明显的生态临界点,约为 30°C。当气温超过这一温度时,蛤蜊再穴居率急剧下降,相对捕食者活动和死亡率大幅上升。例如,在 31 - 32°C 之间,蛤蜊再穴居率和死亡率分别下降和上升约 50%;在 32 - 33°C 之间,蛤蜊几乎完全死亡且不再穴居。

在讨论部分,研究人员指出,热浪期间捕捞会增加亚法定尺寸蛤蜊在捕捞和被扔回后的热应激,导致其躲避捕食者的行为(再穴居)减少,生理死亡率上升。同时,热浪期间捕食者和食腐动物活动增加,这一系列因素共同作用,大幅提高了亚法定尺寸蛤蜊的间接捕捞死亡率。虽然研究存在一定局限性,如实验仅在一个地点进行,缺乏同期无热浪的对照处理,但结合其他数据来源,有力地证明了 6 月极端热浪期间捕捞蛤蜊与观察到的捕食者 - 猎物活动变化和亚法定尺寸蛤蜊死亡率增加之间存在因果关系46

该研究具有重要意义。它首次提供了实地证据,表明人类活动与气候变化的交互作用会导致生态系统功能发生变化,为生态系统基础的渔业管理(ecosystem-based fisheries management)提供了关键信息。研究结果提示,全球近岸蛤蜊渔业以及任何发生在海陆交界处的渔业,在管理框架中都应考虑高温期间捕捞的后果。例如,当气温超过 30°C 时,加拿大新不伦瑞克省负责蛤蜊渔业的资源管理者可考虑采取保守管理措施。此外,研究强调了在更广泛的沿海渔业管理中考虑热浪和异常高温时期影响的必要性,为未来生物保护中资源管理决策融入环境参数和生态系统交互作用(包括人类)提供了重要参考78

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