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研究证实了海岸生境的苗圃价值,并对其进行了排名

Mangrove habitat:
红树林栖息地: 退潮时的红树林为许多海洋物种的幼体提供了重要的育苗栖息地。照片由D. Malmquist/VIMS提供
Delta Smelt:
三角洲胡瓜鱼: 加州圣华金三角洲,一条幼年三角洲胡瓜鱼游过一个有结构的底部。图片由加州水利部提供
Exposed oyster reef:
裸露的牡蛎礁; 需要进一步的研究来更好地了解牡蛎礁作为苗圃栖息地的重要性。P. Reynolds/VIMS拍摄
Wild celery:
芹菜: 水下水生植被的草甸——比如萨斯奎哈纳平原上的野生芹菜床——被认为是许多重要的娱乐和商业海湾物种的重要觅食和苗圃栖息地。照片由P. Bergstrom/NOAA提供

研究结果将有助于资源管理者做出艰难的保护决策

一项对1.1万多次沿海栖息地测量的综合分析表明,红树林和海草作为幼鱼和无脊椎动物的“苗圃”提供了最大的价值,为管理受威胁的海洋资源提供了关键的指导。

上周发表在《保护快报》(Conservation Letters)上的这项分析,最初是威廉玛丽大学弗吉尼亚海洋科学研究所的一个课堂项目。

Jonathan Lefcheck conducts fieldwork in the seagrass meadows of Virginia's Eastern Shore during his time as a graduate student at the Virginia Institute of Marine Science. (Photo by P. Richardson/VIMS)首席作者乔纳森·莱夫切克(Jonathan Lefcheck)现在是史密森学会Tennenbaum海洋观测站网络的协调科学家,他说:“我们的研究结果证实了一系列结构化栖息地的托儿所功能,在我们的沿海环境受到人类活动日益严重的影响时,这些栖息地支持它们的保护、恢复和管理。”

除了红树林和海草,“结构化”的海洋栖息地还包括沼泽、珊瑚和牡蛎礁以及一块块的岩石或碎石。长期以来,科学家们一直认为这些栖息地比平坦的海底沙或泥更好,因为它们有许多凸起的角落和裂缝;该团队的分析旨在验证这一想法,并确定不同结构栖息地对海洋物种幼崽的相对价值。

“考虑到‘苗圃’这个词经常被用来为海洋保护和管理辩护,我们认为有必要看看大量的证据是怎么说的,”Lefcheck说。“好消息是,我们发现最结构化的栖息地往往转化为幼鱼、蟹和虾的更丰富、生长和生存。这意味着渔业将获得更多的鱼,沿海经济将更加强大,濒危物种将得到更多的保护。”

在一种越来越普遍的称为荟萃分析的方法中,该团队开始使用一长串术语搜索已发表的科学文献,包括“托儿所”或“栖息地复杂性”和“海洋”或“河口”。他们使用额外的标准对搜索结果进行筛选,筛选出160项核心研究,这些研究比较了结构化和非结构化栖息地中幼年生物的表现。这些研究于1986年至2016年在全球范围内进行,包括11236个青少年成功的统计比较。然后,研究小组分析了这些比较的一般结论和具体的细微差别。

Mangrove roots provide the underwater structure important for a nursery habitat. (Photo by D. Malmquist/VIMS)Lefcheck和他的合著者说,他们的发现证实了结构化与非结构化栖息地的一般育儿价值。他们分析的所有结构化栖息地——除了海带和大藻“海藻”——都有更高密度的幼鱼和无脊椎动物,在某些情况下,它们的常驻幼鱼也表现出更高的生长和存活率。

关注特定结构栖息地的相对价值,他们发现红树林和海草的幼鱼密度最高。除了珊瑚礁的幼鱼生长略高于海草、红树林和巨藻外,不同生境之间的幼鱼生长或存活率差异不大。

育婴室育婴室的场地

该团队研究托儿所价值的想法是在2016年由莱夫切克(当时是VIMS博士后)和VIMS教授罗伯特·奥斯教授教授的研究生课程中产生的。他们与研究生A.J. Johnson、Bruce Pfirrmann和Bethany Williams合作;博士后研究员阿什利·史密斯;以及校外同事布伦特·休斯、道格·拉舍尔和迈克尔·贝克,将他们的荟萃分析作为课堂作业。

Jonathan Lefcheck (left) and Robert "JJ" Orth study seagrass habitats in Virginia's seaside bays. (Photo by P. Richardson/VIMS)“把这个作为一个课堂项目来进行,可以让学生们在课堂之外做一些事情,看看现实世界的话题,”奥斯说。“这需要付出很多努力,但学生们克服了困难,真的很努力地实现了这一目标。”

“栖息地作为苗圃的概念在主流生态学中已经存在了很长时间,”他补充说,“但直到2001年,贝克、奥斯和同事们在《生物科学》杂志上发表了一篇文章,这篇文章现在被引用了2000多次,才真正有了一个精确的定义。”简单地说,他们将苗圃定义为任何栖息地,在那里,一个物种的幼崽单位面积的“生产力”水平高于其他栖息地。重要的是,他们还列出了研究人员可以用来测试这种生产力提高的四个因素——幼鱼密度、生长、生存和向成年栖息地的迁移。随后进行了一系列后续研究。

这些后续研究的发现构成了当前团队荟萃分析的基础,其目标是绘制出2001年论文中提出的托儿所栖息地可行定义的进展图表。他们考虑了一个可行的定义,管理者可以在有限资源和竞争使用的现实世界中优先考虑保护决策时应用。

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贝克现在在加州大学圣克鲁斯分校工作,他说:“我们的育儿角色假说的美妙之处在于它的简单,这对沿海栖息地和渔业管理者来说是一个巨大的好处。科学家经常开发出越来越复杂的模型,而管理者永远无法实际测量。在我们的分析中,我们通过专注于简单的测试来避免这个问题。”

虽然他们发现了明确的证据表明红树林和海草是重要的苗圃,但Lefcheck的团队警告说,他们的分析受到了相对较少的研究的阻碍,这些研究集中在其他研究较少的栖息地。

Further study is needed to better understand the importance of oyster reefs as nursery habitat. (Photo by L. Kellogg/VIMS)“我们仍然不知道牡蛎礁和海藻林到底发生了什么,”Lefheck说。“因此,我们还有更多的工作要做,以使我们对这些栖息地的了解达到我们从海草和红树林等经过充分研究的栖息地所知道的水平。”这些知识将有助于澄清对这些栖息地的管理,就像它对海草和红树林的管理一样。

研究人员还指出,他们没有发现任何研究使用招募——幼鸟进入成年种群的存活率——来衡量栖息地的育儿价值。他们鼓励这类研究作为澄清和完善育儿角色假说的另一种手段。

莱切克说:“我们相信这项研究将为沿海研究人员敲响警钟,让他们重新把精力集中在其他栖息地和反应上。”“未来,我们应该有更丰富的证据来证明沿海生态系统对海洋生物和依赖它们的人类有多重要。”