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海洋变暖延长公牛鲨(Carcharhinus leucas)在夏季栖息地的停留时间:气候变化对迁徙模式的直接影响
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月27日 来源:Science of The Total Environment 8.2
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随着全球气候变化导致海洋温度持续上升,澳大利亚新南威尔士州的研究团队通过15年(2009-2024)的被动声学遥测技术,结合遥感与现场温度数据,首次揭示了公牛鲨在悉尼温带夏季栖息地的停留时间每年平均延长1天。研究发现公牛鲨离开栖息地的温度阈值为19-20.5°C,而研究区域海水温度在过去40年上升了0.67°C。这一迁徙模式的变化可能加剧对当地生态系统的捕食压力,并增加与人类活动的时空重叠风险。该研究为理解气候变化对海洋顶级捕食者行为的影响提供了直接证据。
在气候变化的大背景下,海洋生态系统正经历前所未有的改变。作为"气候变化热点"的澳大利亚东南沿海,海水温度上升速度位居全球前列,这导致许多海洋生物的分布和行为模式发生显著变化。然而,对于大型迁徙性海洋捕食者如公牛鲨(Carcharhinus leucas)如何应对这些变化的直接证据仍然匮乏。公牛鲨是一种具有重要生态意义的大型鲨鱼,它们在温带和热带海域之间进行季节性迁徙,这种可预测的迁徙模式使其成为研究气候变化影响的理想模型物种。
悉尼沿海水域是公牛鲨重要的夏季栖息地,以往研究表明它们通常在11月至次年5月在此活动。但随着海洋温度持续上升,这些顶级捕食者的迁徙模式是否已经发生变化?这种变化又会对当地生态系统和人类活动产生什么影响?为了回答这些问题,来自澳大利亚多个研究机构的研究团队开展了一项长达15年的追踪研究。
研究人员采用了被动声学遥测技术,在悉尼港入口和邦迪海岸线部署了创新海洋(Innovasea?)声学接收器阵列,监测了327头被标记的公牛鲨(最终分析纳入90头)在2009-2024年间的活动。同时结合IMOS(澳大利亚综合海洋观测系统)系泊温度数据和OSTIA海表温度数据集,分析了温度变化与鲨鱼迁徙模式的关系。研究还利用GLMM(广义线性混合模型)分析年份、性别和温度对鲨鱼停留时间的影响。
研究结果显示,公牛鲨在悉尼夏季栖息地的停留时间呈现显著延长趋势。从2010/2011到2023/2024年间,公牛鲨平均每年延迟离开约1天,15年间累计延迟约15天。最早到达时间也从以往记录的11月提前到了10月。温度分析表明,公牛鲨离开栖息地的温度阈值约为19-20.5°C,当周平均温度低于这个范围时,鲨鱼会开始迁徙离开。而研究区域在过去40年海水温度上升了0.67°C(基于OSTIA数据),近20年上升了0.57°C(基于邦迪系泊数据),这使得鲨鱼能够避免长时间暴露在低于阈值的温度中。
性别差异分析发现,雄性公牛鲨比雌性平均晚离开21天,且雌性的离开时间变异性更大。研究人员认为这可能与繁殖需求有关,尽管在悉尼水域尚未观察到繁殖行为。通过分析澳大利亚东海岸192,317次声学探测数据构建的热范围显示,公牛鲨活动的温度下限为16.6°C,但长期暴露在19°C以下的情况较为罕见。
在讨论部分,作者指出这种迁徙模式的变化可能带来多方面影响。作为顶级捕食者,公牛鲨停留时间延长将增加对当地生态系统的捕食压力,可能改变现有的捕食者-猎物动态关系。悉尼港作为高度城市化的河口,污染物暴露风险也随之增加。对人类活动而言,更长的停留时间意味着与水上娱乐活动的重叠期延长,可能增加人鲨互动的风险。研究支持现有的"鲨鱼智能"(SharkSmart)预警系统中关于水温高于19°C时需提高警惕的建议。
这项研究首次提供了气候变化直接影响大型迁徙性鲨鱼行为的长期证据,填补了该领域的研究空白。研究结果不仅对理解海洋生态系统应对气候变化的响应机制具有重要意义,也为沿海管理政策和人类安全预警提供了科学依据。随着气候变暖持续,预计公牛鲨在温带海域的分布将进一步向南扩展,停留时间继续延长,这需要持续监测和深入研究其对生态系统和社会经济的影响。
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