VIMS的研究人员研究了鲱鱼对海湾水质的影响
弗吉尼亚海洋科学研究所的研究人员最近发表的一项研究表明，大西洋鲱鱼的滤食对切萨皮克湾的整体水质几乎没有净影响。这项研究是了解鲱鱼在海湾生态系统中的作用的更大努力的一部分。推动这一努力的是公众对大西洋鲱鱼种群状况的担忧，因为弗吉尼亚湾和沿海水域的主要商业渔业，以及对这种鱼作为改善海湾水质的天然过滤器的兴趣。这项研究发表在2月22日的《海洋生态进展》系列杂志上，由VIMS的研究生帕特里克·林奇、教授马克·布拉什和罗布·拉图尔以及海洋技术人员贝丝·康登共同撰写。大西洋鲱鱼是一种生活在美国东海岸沿海水域的小型油性鱼类，它们通过鳃上的筛子状结构过滤水中的浮游生物和有机物质。在春天，幼鱼和幼鱼进入切萨皮克湾，这里是该物种重要的育幼地。林奇博士是一名博士生，也是这项研究的主要作者，他说：“鲱鱼在生态中扮演着滤食性动物的角色，可以帮助清理被营养污染的水域。我们想通过测量它们吃浮游植物的能力来量化它们对切萨皮克湾水质的影响，从而从水柱中去除氮等营养物质。”来自肥料、污水、排气管和烟囱的过量氮会促使浮游植物和其他藻类大量繁殖。当微小的植物死亡、下沉和腐烂时，这些水华使海湾水域变得浑浊，并促使低氧死区生长。
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研究人员在佳博体育里进行了他们的研究，测量了小群鲱鱼和成年鲱鱼在6小时内消耗和排泄的浮游植物和氮的数量。实验是在夏天进行的，在90加仑的水箱里装满了来自约克河的水。林奇说：“从这些实验中真正引人注目的是鲱鱼进食的复杂性。它们不仅仅是能把所有东西都吸走的真空吸尘器。它们更像是筛子，必须与正确的粒径相匹配。”事实上，研究小组的实验表明，年长的鲱鱼几乎不以浮游植物为食，这可能是因为约克河中许多微小的植物细胞太小了，它们无法过滤。实验还表明，对于幼鱼来说，过滤作用随着浮游植物浓度的增加而增加。将这些佳博体育实验的结果外推到切萨皮克湾的种群水平估计，表明海湾的鲱鱼种群可能在从海湾水域去除氮方面起不到什么作用，实际上可能为海湾浮游植物提供额外的氮。林奇说：“只有当浮游植物浓度高时，鲱鱼才会从浮游植物中吸收氮。”“这么多的氮被放入海湾，他们可能只能去除总量的一小部分。”“根据我们的结果和生态系统模型模拟，鲱鱼似乎并没有代表一个重要的机制来消除海湾的营养输入，”Brush说，“至少在整个切萨皮克的规模上没有。”拉图尔补充说：“进入海湾的氮远远超过了鲱鱼所能清除的量，即使它们只吃浮游植物。”研究人员警告说，他们对全海湾的氮去除量的计算是基于对海湾鲱鱼总数的估计——由于缺乏监测项目和鱼群的性质，这个数字很难测量。“我们面临着一个很大的规模问题，”拉图尔说。“我们把我们在佳博体育里发现的每条鱼的数量乘以总数，然后把它扩大到种群水平。但由于我们不知道总数是多少，我们有很多不确定性。”研究人员通过呈现不同的种群和喂养情景来处理这种不确定性。有一种设想是，把生活在缅因州和佛罗里达州之间的94亿条鲱鱼幼鱼中的一半放到海湾里，让它们不断地以丰富的浮游植物汤为食，这表明每天要消耗202吨的氮。如果假设相同数量的鱼不摄入浮游植物，幼鱼实际上每天可以向海湾水域额外提供12吨氮。相比之下，据估计，每天从农业、污水处理厂和车辆中向海湾添加的氮量在247到585吨之间。因此，在上述情况下，幼鱼可以去除高达80%的每日氮负荷（247吨中的202吨），或者向海湾贡献5%的氮（247加12吨）。然而，这些估计不太可能是极端的，而且可能只会在很短的时间尺度上发生——如果有的话。就全海湾浮游植物的平均浓度而言，鲱鱼很可能对水质影响不大，每天的净氮去除量接近0吨。虽然研究人员强调了他们对种群水平估计的不确定性，但他们也指出，当进一步的研究提供更准确的海湾鲱鱼种群测量时，他们的佳博体育发现对未来的计算至关重要。拉图尔说：“航空调查和专门的监测项目可以让我们更好地了解海湾中鲱鱼的数量。”“更好地了解海湾内鲱鱼丰度的空间变化也会让我们更好地了解鲱鱼可能在哪里发挥更大的作用，”Brush补充说。“虽然我们的计算显示在海湾范围内的影响很小，但如果大量的鲱鱼与大量的浮游植物重叠，那么鲱鱼在当地可能仍然很重要。”这项研究是由切萨皮克湾项目和基思坎贝尔环境基金会资助的。
