海洋生物是如何連通的？

編譯 張茜

為了幫助制訂更好的保護(hù)和管理計(jì)劃，研究人員正在測(cè)量海洋生物如何在棲息地和種群之間移動(dòng)。

在分辨蝠鲼方面，亞西亞·阿姆斯特朗（Asia Armstrong）可是個(gè)專家。昆士蘭大學(xué)的博士生正在澳大利亞?wèn)|北海岸的大堡礁海洋公園研究阿氏蝠鲼種群，他們已經(jīng)花費(fèi)了無(wú)數(shù)的時(shí)間來(lái)研習(xí)這種魚的照片，以期能夠辨別出不同個(gè)體。這些照片均是民間科學(xué)家以及阿姆斯特朗和她的同事們?cè)跀?shù)十年間拍攝的。她解釋說(shuō)：“蝠鲼的腹部有獨(dú)一無(wú)二的圖案——有斑點(diǎn)狀的、圓點(diǎn)狀的、條紋狀的?！痹谝粋€(gè)大約包含1 300只動(dòng)物的數(shù)據(jù)庫(kù)中，“我現(xiàn)在大概能認(rèn)出一半了?！?/p>

在過(guò)去的幾年里，研究人員所做的研究一直基于“當(dāng)?shù)氐尿瘀鞣N群分布在兩個(gè)主要區(qū)域”這一假設(shè)，一個(gè)在北部，一個(gè)在南部，相隔數(shù)百公里。但阿姆斯特朗2018年6月從昆士蘭州北部海岸這兩個(gè)區(qū)域之間的一個(gè)潛水點(diǎn)收到的一段視頻，卻讓人們對(duì)這一假設(shè)產(chǎn)生了懷疑。阿姆斯特朗立即認(rèn)出視頻中所顯示的兩條蝠鲼是居住在南部地區(qū)的蝠鲼種群中的一員。事實(shí)上，這種蝠鲼最后一次被觀測(cè)到是在潛水點(diǎn)以南約1 150公里處，這個(gè)距離幾乎是有記錄以來(lái)阿氏蝠鲼最長(zhǎng)移動(dòng)距離的兩倍。幾周后提交的照片證實(shí)了這一發(fā)現(xiàn)：兩只蝠鲼中的一只再次被發(fā)現(xiàn)在同一地點(diǎn)游泳。

“在此之前，我們從昆士蘭北部得到的數(shù)據(jù)和從昆士蘭南部得到的數(shù)據(jù)完全不同……而且我們從未拿到過(guò)兩個(gè)區(qū)域間的任何數(shù)據(jù)?！崩ナ刻m海洋科學(xué)家克里斯汀·達(dá)金（Christine Dudgeon）說(shuō)道。她是7月份記錄了這一發(fā)現(xiàn)的研究的合著者。她說(shuō)，雖然還不清楚北部和南部的種群是否重疊，但新的數(shù)據(jù)將南部種群的活動(dòng)范圍向北部擴(kuò)大了數(shù)百公里。這些信息可以幫助研究人員為全球范圍內(nèi)的蝠鲼制訂更好的保護(hù)計(jì)劃。蝠鲼的數(shù)量正在減少，部分原因是它們面臨著來(lái)自人類的多種威脅，包括捕撈用于中藥。

這些發(fā)現(xiàn)令當(dāng)?shù)氐尿瘀餮芯咳藛T感到驚訝，但他們?cè)偃龔?qiáng)調(diào)了“想要保護(hù)海洋生物就要考慮到它們?cè)谑澜绶秶鷥?nèi)海洋中的移動(dòng)”的重要性。研究表明，大量動(dòng)物物種——其中有很多在商業(yè)、文化和生態(tài)上都具有重要意義——可能會(huì)定期穿梭于比以前所知的更大的區(qū)域，無(wú)論是作為可游動(dòng)成體，還是作為被洋流卷走或在洋流中前進(jìn)的更常見(jiàn)的其他生命階段，如幼蟲或幼體。到目前為止，大多數(shù)物種都是在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行管理和保護(hù)的，通常是在海洋保護(hù)區(qū)（MPAs）——從嚴(yán)格的“禁捕區(qū)”到其他有著更微妙規(guī)則的區(qū)域——由國(guó)家或地方政府監(jiān)管。但是，生物個(gè)體從一個(gè)地方到另一個(gè)地方的不斷流動(dòng)意味著動(dòng)物會(huì)經(jīng)常在不同程度的保護(hù)和行政監(jiān)管之間流動(dòng)。除非將這種地理聯(lián)系納入考慮范圍內(nèi)，否則一個(gè)生物體在某一地區(qū)受到的保護(hù)很輕易就會(huì)被其在另一地區(qū)的脆弱性破壞。

追蹤巨型蝠鲼：在民間科學(xué)家的幫助下，昆士蘭大學(xué)博士生克里斯·勞森（Chris Lawson）等研究人員一直在為蝠鲼拍照，以便建立一個(gè)線上數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄這些巨型蝠鲼在何時(shí)何地被發(fā)現(xiàn)

認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)后，科學(xué)家和政策制定者在努力研究如何最好地保護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng)免受過(guò)度捕撈、氣候變化和其他人為壓力的影響時(shí)，開(kāi)始考慮采用海洋連通性這一概念。海洋連通性是生物學(xué)家在談及個(gè)體、基因序列或食物以及海洋區(qū)域間或種群之間的其他物質(zhì)時(shí)廣泛使用的一個(gè)專業(yè)術(shù)語(yǔ)。因此，隨著生物學(xué)家對(duì)評(píng)估物種運(yùn)動(dòng)的新方法的開(kāi)發(fā)，并根據(jù)結(jié)果進(jìn)行管理指南的制定，量化海洋連通性正在成為海洋保護(hù)研究的一個(gè)中心焦點(diǎn)。

“這是政策制定者面臨著的下一個(gè)問(wèn)題，”加拿大哈利法克斯達(dá)爾豪斯大學(xué)的生物海洋學(xué)家安娜·梅塔薩斯（Anna Metaxas）表示，“科學(xué)告訴我們，你必須考慮到（連通性）。如果你想要你的MPAs具有可行性，你就不能忽視它?！?/p>

海洋動(dòng)物之間連通性的測(cè)量

一簇簇的可食用海洋貽貝是葡萄牙大西洋沿岸多巖石地區(qū)常見(jiàn)的景象。在生態(tài)學(xué)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)上具有重要意義的是，貽貝這一物種有助于塑造出世界各地潮汐生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和食物網(wǎng)。在過(guò)去的幾年里，恩里克·奎羅加（Henrique Queiroga）和他的同事們一直在研究這些貽貝的野生種群之間的連通性，特別是在沿海地區(qū)分布的種群之間幼蟲的交換?！霸诖蟛糠趾Ｑ笪锓N中，擴(kuò)散都發(fā)生在幼蟲期，”葡萄牙阿威羅大學(xué)的海洋生態(tài)學(xué)家奎羅加說(shuō)，“我們所知道的大多數(shù)海洋物種和我們食用的大部分海洋物種都有幼蟲期——金槍魚、鱈魚、鯡魚、蛤、貽貝、螃蟹、蝦?！?/p>

直接測(cè)量在海洋中的擴(kuò)散是一項(xiàng)艱巨的工作。

——西蒙·索羅德（Simon Thorrold），伍茲霍爾海洋研究所

因?yàn)榕c蝠鲼完全不同，貽貝的幼蟲太小，肉眼無(wú)法看到，奎羅加的團(tuán)隊(duì)最近利用一種間接評(píng)估連通性的方法，對(duì)里斯本周圍的貽貝種群進(jìn)行了研究。貽貝幼蟲一經(jīng)孵化就開(kāi)始長(zhǎng)出碳酸鈣外殼。接下來(lái)的幾周里，這些小家伙就會(huì)被洋流帶到沿著海岸線分布的巖石或其他物體表面定居下來(lái)，開(kāi)始蛻變?yōu)槲闯赡陚€(gè)體，然后逐漸成熟為成體?？_加解釋說(shuō)，貽貝外殼每一個(gè)部分的化學(xué)成分都取決于它生長(zhǎng)的海水，這意味著貽貝外殼的底部提供了貽貝生命起源地的永久“基礎(chǔ)指紋”。

為了建立一個(gè)關(guān)于這些指紋的數(shù)據(jù)庫(kù)，研究小組收集了數(shù)千個(gè)從實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的貽貝中孵化出來(lái)的幼蟲，并將它們以大約20 000個(gè)為一批放置入幼蟲窩——兩頭都有網(wǎng)眼的小PVC管。然后，他們將這些幼蟲窩分散放置在葡萄牙超過(guò)120公里的海岸線上，等過(guò)上幾天幼蟲開(kāi)始長(zhǎng)出外殼，再把它們拖回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)分析。分析所獲結(jié)果就構(gòu)成了不同產(chǎn)卵區(qū)的化學(xué)特征圖譜。

通過(guò)將沿海岸線收集的野生貽貝的殼基和該化學(xué)圖譜的比對(duì)，研究人員發(fā)現(xiàn)貽貝幼蟲移動(dòng)得相當(dāng)快。在研究期間，里斯本南部海洋保護(hù)區(qū)的貽貝似乎不僅為它們自己的種群提供了后代，而且也為北部的種群提供了后代，包括距離海岸100多公里處的另一個(gè)海洋保護(hù)區(qū)。這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了在做研究時(shí)將連通性考慮在內(nèi)的實(shí)際重要性。通?！澳悴荒苤槐Ｗo(hù)”一個(gè)種群，奎羅加說(shuō)，“因?yàn)槿绻@個(gè)種群的幼蟲來(lái)自其他種群，而其他種群沒(méi)有受到保護(hù)，那么你的管理計(jì)劃就毫無(wú)價(jià)值。”

這樣的地球化學(xué)分析可以為了解軟體動(dòng)物以外的許多類群提供線索。例如，研究人員經(jīng)常使用被稱為耳石（存在于許多脊椎動(dòng)物的內(nèi)耳中）的碳酸鈣結(jié)構(gòu)來(lái)確定魚個(gè)體的起源。最近的一項(xiàng)研究分析了超過(guò)100條大西洋鯡魚的耳石，結(jié)果表明，對(duì)17種化學(xué)元素相對(duì)濃度的測(cè)定能夠準(zhǔn)確地定位某條魚孵化的特定海灣或河口，這可作為其“出生地的化學(xué)出生證明”。作者寫道。

但該方法只是目前用于評(píng)估海洋連通性的眾多方法之一。例如，利用聲學(xué)或基于衛(wèi)星標(biāo)記進(jìn)行的遙測(cè)，可以提供關(guān)于大到足以捕獲和標(biāo)記的有機(jī)體的更詳細(xì)的信息。例如，德州A&M大學(xué)的杰·盧克（Jay Rooker）團(tuán)隊(duì)所做工作，即使用了多種類型的標(biāo)簽來(lái)繪制墨西哥灣鯊魚和重要商業(yè)魚類跨越司法邊界的活動(dòng)地圖，此外，達(dá)金和她的同事最近在蝠鲼身上安裝了衛(wèi)星標(biāo)簽，跟蹤它們?cè)诖蟊そ竷?nèi)外的活動(dòng)。與此同時(shí)，基于DNA的方法則不僅可以生成有關(guān)動(dòng)物在種群間遷徙的數(shù)據(jù)，還可以生成由此產(chǎn)生的基因組物質(zhì)交換的數(shù)據(jù)。

迄今為止，用于研究海洋連通性的大多數(shù)遺傳學(xué)技術(shù)都側(cè)重于評(píng)估遺傳多樣性，以此來(lái)估計(jì)看似孤立的種群之間的基因流動(dòng)。但是有一種方法越來(lái)越流行，那就是親本分析，它使用單核苷酸多態(tài)性或稱為微衛(wèi)星的重復(fù)、快速突變的DNA序列等遺傳標(biāo)記物來(lái)鑒定子代的親本?！斑@個(gè)工具的神奇之處在于，我真的可以將一個(gè)幼蟲與產(chǎn)生它的父本或母本配對(duì)，”加州大學(xué)圣克魯茲分校的海洋生態(tài)學(xué)家馬克·卡爾（Mark Carr）說(shuō)道，“只要成體沒(méi)有移動(dòng)，我們就能知道幼蟲是從哪里來(lái)的?！?/p>

卡爾最近與一大批同事、研究生及志愿者一起，對(duì)溫帶生態(tài)系統(tǒng)中的高豐度物種海帶巖魚（墨綠平鲉）進(jìn)行了親本分析。該團(tuán)隊(duì)抽樣檢驗(yàn)了6 000條魚——從用魚鉤和魚線釣到的魚身上切下一小塊鰭組織，或者在潛水時(shí)用特制的魚槍刺破自由游動(dòng)的魚的皮膚——這些魚分布在加州延綿25公里的海岸線上，其中包括多個(gè)海洋保護(hù)區(qū)。研究人員分析了樣本中近100種不同的遺傳標(biāo)記物，確定了8對(duì)親本與子代。至少有兩個(gè)子代已經(jīng)從其親本居住的保護(hù)區(qū)移動(dòng)到了允許漁獵的區(qū)域。另外四個(gè)子代也從親本所在的保護(hù)區(qū)中消失了，而是隨后遷往另一個(gè)保護(hù)區(qū)。

不幸的是，這種項(xiàng)目花費(fèi)巨大且耗時(shí)較長(zhǎng)，西蒙·索羅德（Simon Thorrold）指出。他是伍茲霍爾海洋研究所的海洋生態(tài)學(xué)家，幾年前，其團(tuán)隊(duì)使用親本分析發(fā)現(xiàn)了巴布亞新幾內(nèi)亞周圍的小丑魚（?？p鋸魚）和蝴蝶魚（斜紋蝴蝶魚）種群之間高度的連通性。索羅德說(shuō)：“在海洋中對(duì)擴(kuò)散（進(jìn)行）直接測(cè)量是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)?！彼a(bǔ)充說(shuō)，因?yàn)檠芯咳藛T無(wú)法用這些方法去研究海洋中的每一個(gè)物種，“我們就總是要根據(jù)為數(shù)不多的研究稍深入一些的物種進(jìn)行推斷?！?/p>

測(cè)量連通性的理論方法

為了幫助做出這樣的推論，研究人員求助于計(jì)算機(jī)建模?；谖锓N分布和生活史的模擬，再結(jié)合洋流測(cè)量值等物理數(shù)據(jù)，可以幫助實(shí)驗(yàn)室預(yù)測(cè)出海洋生物的運(yùn)動(dòng)。例如，梅塔薩斯和同事們最近對(duì)新斯科舍海岸海底峽谷中的幼蟲分布進(jìn)行建模，以評(píng)估深海珊瑚（生態(tài)上重要但難于研究的生物）種群之間的連通性。利用洋流的物理數(shù)據(jù)和珊瑚的分布——研究小組使用遠(yuǎn)程遙控潛水器對(duì)珊瑚進(jìn)行了可視化評(píng)估——研究人員估計(jì)了幼蟲從一個(gè)種群到另一個(gè)種群的移動(dòng)情況，并發(fā)現(xiàn)了在加拿大和美國(guó)水域之間頻繁交流的證據(jù)。

在可能的情況下，研究人員可利用幼蟲行為的生物學(xué)數(shù)據(jù)來(lái)補(bǔ)充洋流的物理數(shù)據(jù)。例如，許多物種的幼蟲可以在水柱中上下游動(dòng)，或朝向或遠(yuǎn)離光、噪音和某些環(huán)境化學(xué)物質(zhì)等刺激物。加州大學(xué)伯克利分校大氣科學(xué)家威廉·布斯（William Boos）實(shí)驗(yàn)室的博士后南迪尼·拉梅什（Nandini Ramesh）和他的同事最近開(kāi)發(fā)了一個(gè)用來(lái)評(píng)估全球700余種重要商業(yè)魚類幼蟲移動(dòng)情況的生物物理模型。該模型產(chǎn)生的結(jié)果表明，全世界的漁業(yè)之間是高度相互關(guān)聯(lián)的，許多魚類在一個(gè)國(guó)家的水域里產(chǎn)卵，卻會(huì)在另一個(gè)國(guó)家的水域里被捕撈?？紤]到該物種對(duì)水產(chǎn)捕撈業(yè)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，該團(tuán)隊(duì)估計(jì)，這種國(guó)際的連通性每年有助于創(chuàng)造100多億美元的價(jià)值。

鏈 接

海洋的語(yǔ)言

在海洋生物學(xué)中，“海洋連通性”是一個(gè)相對(duì)年輕的概念，其大致定義為海洋中棲息地或種群之間的生物個(gè)體、食物或其他物質(zhì)的交換。除了這一概括性術(shù)語(yǔ)外，研究人員還使用了幾種非相互排斥的海洋連通性子概念來(lái)描述物種的模式。在研究陸地棲息地的連通性方面也有同類術(shù)語(yǔ)。

結(jié)構(gòu)連通性

由于環(huán)境的物理特性而造成的運(yùn)動(dòng)。洋流和海底地形有助于確定結(jié)構(gòu)連通性。

種群連通性

個(gè)體運(yùn)動(dòng)對(duì)種群的大小、增長(zhǎng)和其他特征的影響。

功能連通性

由生物的生態(tài)特性引起的運(yùn)動(dòng)。擴(kuò)散能力加上棲息地和食物偏好了可影響功能連通性。

基因連通性

基因流動(dòng)對(duì)種群進(jìn)化過(guò)程的影響。

這樣的生物物理模型可以在大范圍內(nèi)預(yù)測(cè)動(dòng)物個(gè)體的亡故之地，以及它們是如何到達(dá)那里的。但索羅德說(shuō)，這些發(fā)現(xiàn)很難得到證實(shí)?！半m然（模擬）可以產(chǎn)生相當(dāng)引人注目的可視化效果，但實(shí)際上還沒(méi)有辦法確定這些生物物理模型有多精確，”他說(shuō)，“這將歸結(jié)為（它們）與其他方法的結(jié)合?！?/p>

回到葡萄牙后，奎羅加和他的同事們一直在研究如何將這兩種方法結(jié)合起來(lái)應(yīng)用于他們的貽貝種群。去年，研究人員發(fā)布了一個(gè)基于沿岸洋流的幼蟲擴(kuò)散生物物理模型，并將其與他們的地球化學(xué)分析的觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行了比較。研究小組發(fā)現(xiàn)，這兩種方法的結(jié)果高度相關(guān)。奎羅加表示：“如果不同方法的結(jié)果趨于一致，（而且它們的）估算值彼此相似，那么我們對(duì)過(guò)程的描述則會(huì)更加有信心?！?/p>

利用連通性估計(jì)來(lái)建立海洋保護(hù)區(qū)網(wǎng)絡(luò)

隨著研究人員不斷證明海洋連通性的實(shí)際重要性，這一概念逐漸被納入保護(hù)規(guī)劃。梅塔薩斯是加拿大政府漁業(yè)和海洋部門的顧問(wèn)，她指出，世界各地的決策者越來(lái)越多地使用生態(tài)數(shù)據(jù)以及社會(huì)和經(jīng)濟(jì)信息來(lái)指導(dǎo)海洋保護(hù)區(qū)的設(shè)計(jì)。但海洋連通性“仍然算是一種新生事物”。

梅塔薩斯和達(dá)爾豪斯大學(xué)的研究生愛(ài)麗安娜·巴爾巴（Arieanna Balbar）最近用先進(jìn)的保護(hù)措施審查了全球范圍內(nèi)近750個(gè)海洋保護(hù)區(qū)。她們發(fā)現(xiàn)，只有11%的研究考慮到了海洋連通性，其中的大多數(shù)研究是在澳大利亞和加利福尼亞進(jìn)行的，這兩個(gè)地方分別擁有最大和第二大的海洋保護(hù)區(qū)網(wǎng)絡(luò)。梅塔薩斯說(shuō)，新的研究指導(dǎo)方針需要一段時(shí)間才能逐步落實(shí)到管理計(jì)劃中，而且決策者希望保護(hù)的許多海域仍然缺乏數(shù)據(jù)?！霸诠芾碚吣茏鍪裁春涂茖W(xué)家在文獻(xiàn)中所寫的他們應(yīng)該做什么之間，存在脫節(jié)?！?/p>

為了幫助保護(hù)規(guī)劃者在數(shù)據(jù)稀少的情況下考慮到海洋連通性，卡爾和其他人提出了“經(jīng)驗(yàn)法則”這一辦法，在一個(gè)更大的保護(hù)區(qū)網(wǎng)絡(luò)中指導(dǎo)單個(gè)海洋保護(hù)區(qū)的大小和間距。根據(jù)加州在1999年通過(guò)《海洋生物保護(hù)法》后制定的這些規(guī)則，每一個(gè)海洋保護(hù)區(qū)的面積至少應(yīng)達(dá)到50平方公里——足以容納當(dāng)?shù)卮蠖鄶?shù)珊瑚礁或沿海魚類種群中的所有成年魚類。此外，海洋保護(hù)區(qū)之間的距離應(yīng)該足夠近，這樣幼蟲就可以從一個(gè)海洋保護(hù)區(qū)分散到鄰近的海洋保護(hù)區(qū)——這一間距最好不超過(guò)100公里。

卡爾說(shuō)，加利福尼亞的海洋保護(hù)區(qū)網(wǎng)絡(luò)是公認(rèn)的典型范例，其他的管理者，比如俄勒岡的管理者，已經(jīng)根據(jù)類似的框架制定了他們自己的海洋保護(hù)計(jì)劃。然而，一些研究人員認(rèn)為，經(jīng)驗(yàn)法則忽視了個(gè)別物種或地區(qū)特有的因素，忽視了可能存在的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而存在過(guò)度簡(jiǎn)化連通性的風(fēng)險(xiǎn)。

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測(cè)量運(yùn)動(dòng)

研究人員使用直接和間接技術(shù)研究海洋生物的運(yùn)動(dòng)。有些方法只適用于某些物種，而大多數(shù)科研團(tuán)隊(duì)都試圖使用多種方法來(lái)驗(yàn)證他們的研究結(jié)果。

追蹤

測(cè)量海洋運(yùn)動(dòng)最直接的方法是在原地記錄對(duì)海洋棲息生物的觀察結(jié)果。這些數(shù)據(jù)可以通過(guò)照片、視頻或可視化調(diào)查進(jìn)行收集，也可以通過(guò)可存儲(chǔ)或遠(yuǎn)程傳輸位置信息給研究人員的標(biāo)簽進(jìn)行收集。追蹤對(duì)大型移棲動(dòng)物特別有效，但對(duì)小型物種和幼蟲實(shí)際上是不可行的。

遺傳學(xué)

來(lái)自海洋生物的組織樣本使研究人員能夠量化種群內(nèi)的遺傳多樣性以及它們之間的基因流動(dòng)。一種特別耗費(fèi)資源和時(shí)間的被稱為親本分析的方法，它甚至可以讓研究人員辨別出哪些成體繁殖了哪個(gè)特定的幼蟲。對(duì)于那些成年后活動(dòng)相對(duì)較少的物種，比如多種巖礁魚，研究人員進(jìn)而可以推斷出這些幼蟲是在哪里孵化的。

生物地球化學(xué)

含有碳酸鈣的結(jié)構(gòu)——例如魚的耳石和軟體動(dòng)物的殼——包含形成它們的海水成分的化學(xué)特征。通過(guò)將野生生物的耳石或外殼與化學(xué)特征數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，研究人員可以確定生物的生長(zhǎng)位置。

模擬

當(dāng)野外工作不可行時(shí)，或者當(dāng)研究人員想要將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與特定理論進(jìn)行比較時(shí)，他們就會(huì)求助于計(jì)算機(jī)模擬。這是估計(jì)幼蟲或浮游生物旅行模式的一種特別普遍的方法，它們可以被洋流帶到很遠(yuǎn)的地方。更復(fù)雜的模型結(jié)合了幼蟲行為的數(shù)據(jù)，以期能夠提高預(yù)測(cè)能力。

連通性并不一定總要被考慮在內(nèi)，但它應(yīng)該一直被考慮著。

——安娜·梅塔薩斯（Anna Metaxas），達(dá)爾豪斯大學(xué)

鏈 接

保 護(hù) 區(qū)

加州擁有世界上最大的海洋管理項(xiàng)目之一，擁有119個(gè)海洋保護(hù)區(qū)和5個(gè)州海洋休閑管理區(qū)，總面積為852平方英里。海洋連通性是海洋保護(hù)區(qū)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中需要考慮的一個(gè)重要因素，因?yàn)樯镌诒Ｗo(hù)區(qū)之外的移動(dòng)會(huì)使它們變得易受傷害。特別是，連通性影響著保護(hù)區(qū)規(guī)劃人員如何決定一個(gè)保護(hù)區(qū)的最小面積，以確保當(dāng)?shù)胤N群中的大多數(shù)成體將被包含在其中，以及不同保護(hù)區(qū)之間的間距，因?yàn)楹０毒€上不同地區(qū)的種群可能會(huì)相互依賴以獲得長(zhǎng)期生存。

梅塔薩斯和本科生詹妮·史密斯（Jenny Smith）最近開(kāi)發(fā)了一種決策樹，試圖通過(guò)引導(dǎo)保護(hù)規(guī)劃者通過(guò)一系列關(guān)于目標(biāo)物種或棲息地相關(guān)的關(guān)聯(lián)性問(wèn)題，來(lái)整合更多的地方特性。例如，根據(jù)該決策樹，一個(gè)幼蟲分散在短距離內(nèi)的物種可能要求保護(hù)區(qū)足夠大，以覆蓋幼蟲的分散，并確保每個(gè)種群在當(dāng)?shù)氐玫匠浞直Ｗo(hù)，但如果在區(qū)域外的幼蟲擴(kuò)散很罕見(jiàn)，那么保護(hù)區(qū)的間距可能就無(wú)關(guān)緊要了。梅塔薩斯說(shuō)，這種方法幫助規(guī)劃人員確定與保護(hù)區(qū)規(guī)劃相關(guān)度最高的海洋連通性方面，并將它們與指導(dǎo)保護(hù)區(qū)規(guī)劃的其他因素進(jìn)行權(quán)衡——從生態(tài)上考慮，比如一個(gè)地區(qū)現(xiàn)有的生物多樣性，從社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素方面考慮，比如當(dāng)?shù)貪O民的收入和生計(jì)。她解釋道，連通性并不一定總要被考慮在內(nèi)，但它應(yīng)該一直被考慮著。

隨著人類活動(dòng)對(duì)海洋造成的壓力加劇，未來(lái)幾年大多數(shù)物種和生態(tài)系統(tǒng)種群間的相互聯(lián)系可能會(huì)進(jìn)化，這一事實(shí)使得設(shè)計(jì)出有效的海洋保護(hù)區(qū)網(wǎng)絡(luò)這項(xiàng)工作變得尤為艱難。例如，最近的計(jì)算研究發(fā)現(xiàn)，隨著氣候的變化，改變了的氣候模式可能會(huì)破壞區(qū)域間的幼蟲分散，從而大大降低現(xiàn)有海洋保護(hù)區(qū)網(wǎng)絡(luò)的有效性。“有許多事情將會(huì)改變?！崩肥步忉屨f(shuō)，“海洋環(huán)流將會(huì)改變，但魚本身也會(huì)對(duì)溫暖的海水做出反應(yīng)，并遷移到它們認(rèn)為最合適的棲息地……隨著時(shí)間的推移，隨著地球變暖，整個(gè)（連通性）網(wǎng)絡(luò)都將發(fā)生變化?！?/p>