网络分析揭示人类作为顶级捕食者及乌贼在海洋保护区食物网结构中的关键作用——以葡萄牙Arrábida自然公园为例

研究人员通过构建包含884个物种的高精度食物网网络，揭示了人类作为顶级捕食者在Arrábida海洋保护区（MPA）生态系统中的主导地位，并发现乌贼（Sepia officinalis）因其高连接性和最短路径长度成为网络核心节点。该研究为生态系统管理提供了关键靶点，强调需加强对乌贼种群的跨区域监测以维护食物网稳定性。

　　

在葡萄牙西海岸的Arrábida自然公园，一片38公里长的海域因其独特的生物地理过渡带特性而成为生物多样性热点。这里不仅是温带和亚热带物种的交汇处，更因历史悠久的渔业活动与栖息地退化问题备受关注。1998年，为应对过度捕捞和船锚破坏导致的鳗草（Zostera marina）床消失，该区域被划为海洋保护区（MPA）。然而，当地渔民对保护区的抵触情绪与执法不力导致非法捕捞持续存在。正是在这样的背景下，一项旨在解析该海域复杂生态关系的研究应运而生。

由葡萄牙海洋研究所领衔的研究团队，通过整合两个多世纪（1797-2021年）的物种记录，构建了包含884个分类单元的超高分辨率食物网网络。这项发表在《Ecological Complexity》的研究，首次系统揭示了人类（Homo sapiens）作为顶级捕食者（TL=3.97）的生态地位，同时发现商业价值极高的乌贼（Sepia officinalis）在维持食物网稳定性中扮演着不可替代的角色。

研究团队采用网络拓扑分析方法，通过二进制捕食者-猎物矩阵量化了18项网络属性。关键技术包括：1）基于INFOBIOMARES项目数据库筛选1808个物种记录；2）使用Network3D软件构建包含449个营养物种（trophospecies）的网络；3）计算连接度（connectance）、营养级（TL）和路径长度等指标；4）重点分析高连接度物种的生态功能。特别值得注意的是，研究首次将人类捕食行为系统纳入海洋食物网模型，涵盖鱼类、甲壳类和头足类等168个猎物物种。

研究结果部分呈现了多项突破性发现：

1. 网络特性：该食物网展现出异常低的基底物种比例（1%），反映了宏观藻类-消费者关系的研究空白。其57.3的物种连接度（L/S）远超既往海洋生态系统记录，与葡萄牙沿海泻湖数据相当。

2. 顶级捕食者：除人类外，普通海豚（Delphinus delphis）和宽吻海豚（Tursiops truncatus）分别以3.51和3.50的TL值位列前十，且均具有超90种猎物的广食性。意外的是，小型裸鳃类Piseinotecus sphaeriferus（体长仅6mm）因专食水螅而获得3.90的高TL值。

3. 关键中间物种：两种游泳蟹（Polybius navigator和P. henslowii）在连接度和路径长度指标中均位列前十，其季节性种群暴发可能对能量流动产生重要影响。

4. 核心节点物种：乌贼以560种猎物的惊人广食性成为第一广义种，同时位列连接度第五（2.34）和路径长度第四（1.42）。这种"高连接性-短路径"特性使其成为网络脆弱性关键点。

讨论部分着重强调了乌贼的特殊生态地位。声学遥测数据显示，该物种在Arrábida MPA与邻近的Sado河口间进行季节性迁徙，使其同时面临过度捕捞和工农业污染的双重威胁。研究者建议建立基于单位努力渔获量（LPUE）的监测体系，结合GPS渔船追踪和生物标志物分析，形成跨保护区的联合管理机制。

这项研究的创新性在于：首次量化了人类活动对地中海-大西洋过渡带食物网的拓扑影响；揭示了乌贼作为"生态桥梁物种"的核心功能；为MPA管理提供了基于网络科学的决策框架。正如作者指出，未来需将拓扑网络与生物量流动模型结合，才能真正预测扰动下的生态系统动态。而当前最紧迫的任务，是通过加强Sado河口的污染治理和扩大鳗草恢复计划，守护这条维系海洋生态安全的"乌贼走廊"。