海草交换可能重塑切萨皮克湾食物网

威廉玛丽学院巴顿学院和 VIMS 研究人员开展的一项新研究表明，切萨皮克湾的主要海草物种正在从鳗草转变为野鸭草，这可能会对食物网、渔业和生态系统功能产生生态影响。

　　

切萨皮克湾的海面之下，一场微妙而剧烈的变化正在发生，鳗草正在被其暖水亲戚——赤颈草所取代。威廉玛丽学院巴顿学院和VIMS研究人员的一项新研究表明，这种海草的替换可能会对海湾的食物网、渔业和生态系统功能产生生态影响。

该研究发表在《海洋生态进展系列》上，揭示了尽管两种海草都提供了宝贵的栖息地，但它们对海洋生物的支持方式却截然不同。研究人员估计，如果鳗草持续向野鸭草转变，到2060年，海湾海草草甸中的无脊椎动物生物量将减少63%。

“水质、气温上升和人类发展等多种因素正在威胁切萨皮克湾的鳗草。取而代之的是，尤其是在中湾，野鸭草由于其能够耐受更温暖、更多变的环境而得以扩张，”副教授克里斯·帕特里克说道，他同时也是巴顿海岸与海洋科学学院及VIMS沉水植被（SAV）监测与恢复项目的主任。“然而，这两种草类提供了结构上截然不同的栖息地，塑造了其中生活的动物。”

并非所有草类都生来平等

在与帕特里克合作并在巴顿学院和维多利亚海洋与海洋研究所攻读硕士学位期间，本文主要作者劳伦·阿尔瓦罗（2023届硕士生）在莫布杰克湾进行了广泛的实地考察，研究了海草草甸。她的团队调查并比较了由鳗草、野鸭草以及混合床组成的栖息地。他们记录了从穴居蛤蜊蜊和蜗牛到螃蟹和鱼类等各种生物，以了解沉积物和草丛中的生活状态。

研究结果表明，虽然野鸭草每克植物材料能够支持更多的无脊椎动物个体，但大叶海棠草草甸是体型更大的动物的家园，每平方米的植物生物量也更大。因此，大叶海棠草每平方米能够支持更大的动物总生物量。

“我们的研究结果表明，随着鳗草被野鸭草取代，我们很可能会看到食物网结构发生根本性转变，更有利于体型较小的生物，”阿尔瓦罗说。“鳗草草甸的动物数量较少，但它们体型更大，对鱼类和蓝蟹等捕食者来说也更有价值。”

这种差异很大程度上源于两种海草的物理特性。由于叶片结构较窄，野鸭草床的表面积与生物量之比更大，这为小型无脊椎动物提供了更大的附着面积。然而，鳗草的叶片更宽，形成的冠层更受海龙、蓝蟹和体型更大的等足动物（体型类似虾的甲壳类动物）的青睐。

更大的图景

研究人员根据他们的研究结果进行推断，估计切萨皮克湾目前的海草栖息地可支持约66,139吨生活在沉积物和草床中的无脊椎动物生物量，并在每个生长季节产生35,274吨新的动物生物量。这些生物量被称为“二次生产”，指的是栖息地为食物链更高层级提供的生物量。  

如果海草继续按预期迁移，到2060年，在营养物质不再减少的情况下，次生生产力可能会减少60%以上。流入海湾的营养物径流是对沉水植物的最大威胁。即使在最佳的营养物管理情景下，海湾仍可能损失约15%的次生生产力生物量。

“在我们的研究范围内，我们无法确定是草甸的物理结构、草甸面积还是可用的食物来源导致了鳗草草甸鱼类数量的增加，”阿尔瓦罗说道。“这使得我们难以准确评估草甸成分变化对渔业的影响，但有几种推论支持了人们对于众多商业和休闲鱼类数量减少的预期。”

这项研究为越来越多的研究提供了新的内容，这些研究记录了全球变暖对基础物种变化的影响。作者引用了类似的研究，涉及佛罗里达州的红树林以及全球范围内从珊瑚到藻类主导的生态系统的转变。

随着海湾广阔流域内的各州致力于维护和改善河口的健康状况，研究小组希望他们的发现能够为管理决策和修复策略提供参考。保护和恢复剩余的鳗草，并更好地了解野鸭草的作用，可能有助于为子孙后代保护生态资源，并为应对未来的冲击提供缓冲。

请访问SAV 监测和恢复计划网站，了解有关 Batten School &VIMS 海草研究的更多信息。