智利胡安·费尔南德斯群岛长刺海胆(Centrostephanus sylviae)种群暴发对沿岸海洋生态系统的级联效应

本研究针对智利胡安·费尔南德斯群岛(JFA)特有长刺海胆C. sylviae种群暴发导致的生态危机，通过10年跨度的水下视觉普查(UVC)，揭示了其密度增长400%与藻类覆盖减少90%、无植被裸地(barren grounds)扩张84%的关联，证实了该物种通过自上而下(top-down)和自下而上(bottom-up)机制引发的营养级联效应，为海洋保护区和渔业管理提供了关键基线数据。

　　

在智利胡安·费尔南德斯群岛(Juan Fernández Archipelago, JFA)这片被联合国教科文组织列为生物圈保护区的独特海域，一场生态危机正在悄然上演。这片以高特有物种比例著称的海洋生态系统，近年来正遭受着本地长刺海胆(Centrostephanus sylviae)种群暴发的威胁。这种带刺的生物通过过度摄食行为，将原本生机勃勃的海藻森林转变为贫瘠的"无植被裸地"(urchin barrens)，不仅破坏了生态平衡，更直接威胁到当地以龙虾(Jasus frontalis)捕捞为支柱的经济活动。面对这一严峻形势，由智利圣玛丽亚天主教大学、康塞普西翁大学等机构组成的联合研究团队，在《ICES Journal of Marine Science》发表了历时10年的系统性研究成果。

研究人员采用水下视觉普查(UVC)技术，在2014-2024年间对罗宾逊克鲁索岛和圣克拉拉岛的12个站点进行了4次调查。通过点截距样线法(point intercept transects)和样方法(quadrats)记录底栖生物覆盖度，同时统计了大型无脊椎动物和鱼类的丰度与生物量。结合全球海洋OSTIA海表温度(SST)数据，构建了广义线性模型(GLM)分析环境与生物因子的关联。

研究结果显示，C. sylviae的种群密度呈现爆炸式增长。在遮蔽区域，其密度从2014年的0.60±0.09 ind./0.25 m²飙升至2024年的4.55±0.29 ind./0.25 m²，增幅达400%。这种增长直接导致底栖生物群落的剧变：

• 底栖覆盖度：遮蔽区的大型褐藻Padina fernandeziana覆盖率从10.03%降至2.52%，裸岩面积从40%激增至84%
• 无脊椎动物：特有海星Patirirella calcarata完全消失，海参Mertensiothuria platei减少70%
• 鱼类群落：特有隆头鱼Malapterus reticulatus生物量下降90%，而智利鲷(Scorpis chilensis)数量增加40%但体型减小

值得注意的是，与全球变暖趋势相反，JFA海域过去40年的SST呈现季节性下降，冬季降低0.01°C，夏季降低0.1°C。研究者认为，C. sylviae的暴发是多重因素协同作用的结果：顶级捕食者(如龙虾)的减少、2010年海啸带来的营养输入、以及该物种特有的生理适应性(physiological resilience)共同造就了这一生态危机。

这项研究首次系统记录了C. sylviae在JFA的生态影响，为理解海洋岛屿生态系统的脆弱性提供了典型案例。研究者建议借鉴澳大利亚对近缘种C. rodgersii的管理经验，将海胆捕捞发展为控制种群的新兴渔业，同时强调需要将密度控制在0.1-0.3 ind./m²的阈值以下才能实现生态恢复。该成果不仅为JFA海洋保护区的管理提供了科学依据，也为全球类似生态系统的保护策略提供了重要参考。