鯊魚(yú)在穩(wěn)定其生態(tài)系統(tǒng)方面起著至關(guān)重要的作用。隨著氣候變化不斷加劇，這一作用可能更加重要。

撰文：AMY MCKEEVER

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灰礁鯊是印度太平洋海域的一種常見(jiàn)鯊魚(yú)，主要以短喙鼻魚(yú)為食。攝影：LAURENT BALLESTA，NAT GEO IMAGE COLLECTION

鯊魚(yú)是海洋中最兇猛的掠食者之一，同時(shí)也是最脆弱的動(dòng)物之一。四分之三的公海鯊魚(yú)和鰩魚(yú)物種面臨滅絕的威脅，主要是因?yàn)檫^(guò)度捕撈。

多年來(lái)，科學(xué)家們一直警告說(shuō)，鯊魚(yú)急劇減少可能會(huì)帶來(lái)災(zāi)難性的后果。因?yàn)轷忯~(yú)是幫助控制食物鏈的頂級(jí)掠食者，所以從邏輯上講它們是關(guān)鍵物種——對(duì)生態(tài)系統(tǒng)有巨大影響的物種。沒(méi)有關(guān)鍵物種，生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)改變甚至消失。

然而，對(duì)于鯊魚(yú)來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)期以來(lái)這個(gè)觀點(diǎn)主要停留于理論層面。鯊魚(yú)和其海洋棲息地很難研究，僅僅是進(jìn)入水中觀察就需要特殊的裝備。已知的500多種鯊魚(yú)體型各異，捕食不同的動(dòng)物，生活在截然不同的環(huán)境中，因此幾乎不可能精確地確定每一種鯊魚(yú)的影響。

這些復(fù)雜問(wèn)題一直困擾著過(guò)去研究者開(kāi)展有關(guān)鯊魚(yú)如何自上而下地影響其生態(tài)系統(tǒng)的研究。例如，2007年的一項(xiàng)研究似乎提供了明確的證據(jù)，表明北大西洋大白鯊的減少導(dǎo)致了牛鼻鲼的過(guò)度繁殖，反過(guò)來(lái)又導(dǎo)致扇貝、蛤和牡蠣的大量滅絕。不過(guò)，科學(xué)家們質(zhì)疑雙殼類動(dòng)物數(shù)量的減少是否受到了其他因素的影響，比如海上交通。

“我們想要進(jìn)行簡(jiǎn)單的研究，但這是不可能的，”佛羅里達(dá)國(guó)際大學(xué)的海洋生態(tài)學(xué)者、鯊魚(yú)灣生態(tài)系統(tǒng)研究項(xiàng)目的創(chuàng)始人Michael Heithaus說(shuō)。20多年來(lái)，他一直在研究這個(gè)位于澳大利亞西部、面積達(dá)23000平方公里的保護(hù)區(qū)。

鯊魚(yú)灣的研究表明，鯊魚(yú)有助于保護(hù)其所在的生態(tài)系統(tǒng)，但并不一定是作為捕食者，而是作為管理者。鯊魚(yú)能保持生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性和恢復(fù)能力，進(jìn)而減緩氣候變化，減小極端天氣事件的影響，比如熱浪和颶風(fēng)。

揭秘海洋生態(tài)系統(tǒng)

鯊魚(yú)灣是研究鯊魚(yú)與環(huán)境互動(dòng)的理想場(chǎng)所。虎鯊季節(jié)性的來(lái)到鯊魚(yú)灣，因此研究人員有機(jī)會(huì)觀察其他動(dòng)物在它們出現(xiàn)和消失時(shí)的行為。鯊魚(yú)灣是聯(lián)合國(guó)教科文組織世界遺產(chǎn)，擁有健康的捕食者和獵物種群，以及茂密的溫帶海草草甸，后者能減緩水流，保持海水清澈，并為許多物種提供棲息地和食物。海草還能捕獲二氧化碳（一種強(qiáng)效的溫室氣體），穩(wěn)固海底儲(chǔ)存二氧化碳的沉積物。一旦二氧化碳被存儲(chǔ)在沉積物中，就可以存留數(shù)萬(wàn)年。

“我不知道地球上還有哪個(gè)地方像這里一樣，”莫特海洋實(shí)驗(yàn)室的研究科學(xué)家Rob Nowicki說(shuō)，他曾與Heithaus在鯊魚(yú)灣合作研究?！斑@是大規(guī)模測(cè)試鯊魚(yú)與環(huán)境互動(dòng)的完美環(huán)境。”

自從國(guó)家地理探險(xiǎn)家Heithaus 1997年啟動(dòng)該項(xiàng)目以來(lái)，研究人員一直在收集鯊魚(yú)灣生態(tài)系統(tǒng)的所有元素的數(shù)據(jù)，為理清其錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系奠定基礎(chǔ)。

2012年發(fā)表的一項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)表明，虎鯊能將鯊魚(yú)灣的食草動(dòng)物嚇跑，比如儒艮（海牛的近親）和海龜，進(jìn)入熱帶海草草甸，而熱帶海草的碳吸收效率低于溫帶海草。換句話說(shuō)，失去熱帶海草對(duì)環(huán)境的危害并不像失去溫帶海草那么大。

不過(guò)，在鯊魚(yú)減少和海龜?shù)玫奖Ｗo(hù)的海域，比如加勒比海和印度尼西亞海域，海龜會(huì)過(guò)度食用海草，破壞人類為減緩全球氣候變化而付出的努力，猶他州立大學(xué)水生生態(tài)學(xué)和全球變化實(shí)驗(yàn)室的主任Trisha Atwood說(shuō)。

“在過(guò)去的20年里，我們已經(jīng)意識(shí)到，像海草這樣的生態(tài)系統(tǒng)實(shí)際上是地球上最好的碳儲(chǔ)庫(kù)之一，它們吸收碳的速度比任何陸地森林都快，” Atwood說(shuō)。

2015年，Atwood在2012年研究的基礎(chǔ)上展開(kāi)了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鯊魚(yú)灣的虎鯊還能阻止食草動(dòng)物擾亂溫帶海草下方充滿碳的沉積物。

“我們并不是說(shuō)不應(yīng)該保護(hù)海龜，”她說(shuō)。“我們認(rèn)為應(yīng)該保護(hù)鯊魚(yú)，這樣它們就能幫助管控自己的飲食對(duì)象?！?/p>

從極端天氣中恢復(fù)過(guò)來(lái)

鯊魚(yú)灣還為研究者研究鯊魚(yú)如何使生態(tài)系統(tǒng)更能適應(yīng)氣候變化的影響提供了更深刻的認(rèn)識(shí)。

2011年，一場(chǎng)極端的海洋熱浪襲擊鯊魚(yú)灣，摧毀了大約90%的溫帶海草，使鯊魚(yú)灣變得更加脆弱。研究人員知道海草需要很長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)，因此將其視為一個(gè)研究機(jī)會(huì)。

“我們想知道在鯊魚(yú)灣這個(gè)虎鯊被捕撈殆盡的奇怪世界里會(huì)發(fā)生什么，”Nowicki說(shuō)?！叭弭弈芑貋?lái)完成熱浪還未完成的工作嗎？”

Nowicki和同事們把海灣的海草床劃分成小塊，模擬它們?cè)谟絮忯~(yú)和沒(méi)有鯊魚(yú)的情況下如何變化。他們發(fā)現(xiàn)，未受到虎鯊保護(hù)的海草床最終瀕臨崩潰。與此同時(shí)，鯊魚(yú)巡邏的區(qū)域更加穩(wěn)定，因?yàn)轷忯~(yú)為海草提供了更多的恢復(fù)時(shí)間。

研究表明虎鯊是鯊魚(yú)灣真正的關(guān)鍵物種，可能也是其他地方的關(guān)鍵物種，Nowicki說(shuō)。

“這清楚地表明，擁有健康的鯊魚(yú)種群對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定非常重要，”研究的合作者Heithaus說(shuō)?！半S著生態(tài)系統(tǒng)受到越來(lái)越多的打擊，我們更應(yīng)該做的或許是培育完整的捕食者種群，而不是祈禱，希望一切正常。”

綜合影響

鯊魚(yú)灣讓我們得以了解鯊魚(yú)作為掠食者所扮演的重要角色，但Heithaus表示，現(xiàn)在的問(wèn)題是這一模式是否適用于全球各地。“你不能只研究鯊魚(yú)，而應(yīng)該研究生態(tài)系統(tǒng)的各個(gè)方面?！?/p>

例如，Heithaus說(shuō)，也有證據(jù)表明，牛鯊幼崽（可在淡水中活動(dòng)）將重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)沉積在大沼澤地上游，但這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能起到多大作用還有待觀察。

Nowicki將生態(tài)系統(tǒng)中的鯊魚(yú)多樣性比作支撐一座橋的支柱，失去一個(gè)物種就相當(dāng)于切斷另一根支撐整個(gè)結(jié)構(gòu)的支柱。

“問(wèn)題是我們不知道什么時(shí)候會(huì)導(dǎo)致崩潰，”他說(shuō)。不過(guò)，對(duì)于像鯊魚(yú)這樣的捕食者，“我們需要關(guān)注，因?yàn)槭ニ鼈兾覀儠?huì)損失更多。”