引言
海草床是世界上最 important 的植被化沿海生态系统之一,提供广泛的生态系统服务(de Los et al., 2020)。它们在温带和热带地区均参与初级生产,对维持海洋生态系统及其生物多样性发挥着至关重要的作用(Pardi et al., 2006, Koopmans et al., 2020)。在巴西沿岸,共有六种海草分布,覆盖面积约328–678平方公里,分布在浅海沿岸环境、河口及与礁石相关的系统中,为生物多样性提供支撑并促进生态系统功能(Short et al., 2007, Magalh?es et al., 2021)。然而,这些生态系统正日益面临人为压力,包括栖息地退化、营养盐富集和沿海开发(Magalh?es et al., 2026)。作为生态系统工程师(Bouma et al., 2005),海草床提供了三维结构,改变了其所处栖息地的环境。它们塑造环境,为其他生物提供生存、取食和依赖这些生态系统的机会。其中,大型藻类与海草床相关联时往往表现出较高的物种多样性(Correia et al., 2022),红藻门和钙化物种是被报道最多的类群(Ortegón-Aznar et al., 2017, Creed and Amado Filho, 1999)。然而,尽管它们广泛共存,热带地区海草与大型藻类之间的生态相互作用仍然知之甚少。
历史上,大型藻类与海草之间的相互作用通常被视为主要是负面的,主要是因为它们争夺光照、空间和营养(Richard and Quijón, 2023)。在富营养化或扰动条件下,大型藻类的快速生长,尤其是机会主义物种的生长,可以形成致密的藻垫,覆盖海草并减少光照可用量,从而降低光合效率,导致植物胁迫或死亡(Mccloskey et al., 2015, Taplin et al., 2005, Wells et al., 2007, Lavery and Vanderklifit, 2002, Zribi et al., 2023)。在这种情况下,群落可能发生演替,包括大型藻类多样性降低和耐受胁迫的壳状大型藻类物种占主导地位(Murray and Littler, 1984, Vermeij et al., 2011)。
然而,中性及正向相互作用也有记载,特别是在热带和亚热带地区(Kalokora et al., 2022, Nugraha et al., 2026)。大型藻类可能通过空间分割或功能互补与海草共存,在某些情况下,可能减少沉积物再悬浮并增加栖息地复杂性,间接有利于海草生态系统(Gacia and Duarte, 2001, Pereda-Briones et al., 2018, Moustaka et al., 2024)。这些正向促进作用突显了依环境而变的共存潜力,挑战了大型藻类必然对海草产生有害竞争的传统观点。
海草与钙化大型藻类的关联,特别是 Halimeda 属,在热带海草床中较为常见。根据环境条件不同,这些关联可能从促进关系变为竞争关系,从而影响营养盐动态、碳酸盐过程和海草生长表现(Semesi et al., 2009, Bergstrom et al., 2019, Richard and Quijón, 2023)。因此,其对海草韧性的净效应仍不清楚,且很可能强烈依赖于具体环境。近年来,在巴西北部一片单一 Halodule wrightii Ascherson 1868 海草床的实地观察表明,自2010年首次调查(Fran?a, 2010)以来,Halimeda 属的分布出现空间变异,附近区域海草覆盖度损失达94%(Deeks et al., 2024, Magalh?es et al., 2026)。
基于性状的方法因能够提供群落动态的机制性见解而受到关注,这些方法聚焦于垂直结构、钙化程度、寿命和附生行为等属性,这些属性影响光的获取、竞争、促进作用和生态系统功能(Moreira-Saporiti et al., 2023)。此类方法对于理解大型藻类在环境变化条件下通过多种途径影响海草床的途径尤为重要。很少有研究考察大型藻类–海草相互作用在数十年时间尺度上的变化,或这些变化与海草种群及群落结构变化之间的关联(Barros et al., 2013, Patriquin et al., 2024)。因此,长期的性状评估对于预测大型藻类在气候压力增大、富营养化和栖息地变迁背景下大规模增殖的生态后果具有重要意义。本研究通过南大西洋热带海草床的14年间隔性状评估,提供了区域特异性证据,以改善对加速环境变化下植被化沿海生态系统轨迹的预测。我们回访了一片最初在2010年调查的单一 H. wrightii 海草床,并在14年时间间隔后比较了海草和大型藻类群落。
在此背景下,我们探究了2010年和2024年调查之间的 H. wrightii 种群和形态测量参数以及关联大型藻类群落的组成和结构是否存在差异。我们假设 Halimeda 属的生物量将随时间增加,并且钙化大型藻类的较高生物量将与较低的海草生长表现相关(地上和地下生物量;株高和株密度)。我们进一步预期在14年间隔期间大型藻类的分类和功能组成会发生转变。为回答这些问题,我们:(i) 评估了 H. wrighti 形态和种群性状的时间变化;(ii) 评估了海草–大型藻类共存模式的时间变化;以及 (iii) 评估了大型藻类群落组成、结构和功能性状相对于 H. wrightii 海草床的演变。鉴于重访调查设计,这些假设是通过观察到的时间模式来评估的,而非对因果关系的确定性检验。
Josias Alexandre Silva Filho|Thomaz Henrique Arruda Lima|Cledson Pedro da Silva Júnior|Reginaldo Augusto Farias de Gusm?o|Mariana do Amaral Camara Lima|Karine Matos Magalh?es