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加州海帶森林竟然是被它拯救的

2024-01-22科學

蒙特利灣水族館的研究人員在今天釋出的一項新研究中加強了海獺與加州海帶森林長期健康之間的聯系。這篇發表在【 PLOS Climate 】雜誌上的論文發現,上個世紀海獺族群的增長增強了該州海帶森林的復原力。這一發現加強了保護和恢復受威脅的南部海獺的重要性,並強調了恢復加利福尼亞海岸甚至更遠地區的海帶森林的潛在基於自然的解決方案。

該研究揭示了從1910年到2016年的100年間,區域海帶冠層發生了巨大的變化。在此期間,中部海岸的海帶森林樹冠顯著增加,這是加利福尼亞州南部海獺在 1800 年代因皮毛而被獵殺後幸存下來的唯一地區。在世紀尺度上,該物種對中部海岸海帶森林的有利影響幾乎彌補了加州北部和南部的海帶損失,導致在此期間全州整體略有下降。

"我們的研究表明,海帶森林更加廣泛,對氣候變遷有彈性,海獺在上個世紀重新占據了加利福尼亞的海岸線。在沒有海獺的地方,海帶森林急劇減少。事實上,我們發現海獺族群密度是這一百年跨度海帶冠層覆蓋率變化的最強預測指標,「主要作者、蒙特利灣水族館海獺計劃高級研究生物學家Teri Nicholson說。

水族館科學家使用可追溯到 1900 年代初期的海帶森林歷史調查來詳細估計樹冠範圍、生物量和碳儲存量,同時糾正調查方法的年度變化和差異。這使得科學家們能夠在更長的時間內研究加州的海帶森林趨勢,可以追溯到60多年前,來自基於航空或衛星影像的現代調查的可用數據。然後,該團隊將更正和保守的歷史估計與當代數據集進行了比較,並使用機器學習框架來評估上個世紀變化的主要驅動因素。

「歷史地圖的使用提供了一個重要的機會,可以幫助我們研究海帶森林的長期趨勢,」蒙特利灣水族館海獺計畫經理Jess Fujii說。「這種更廣泛的觀點對於了解與氣候變遷相關的趨勢以及制定有效的基於科學的保護策略非常重要。

數據顯示,從1910年到2016年,全州海帶樹冠僅下降了6%。然而,事實證明,區域變化更大。北部和南部地區的海帶冠層分別減少了63%和52%。相比之下,它幾乎在整個中部海岸的所有地方都有所增加,估計增加了56%的海帶森林覆蓋率。

雖然該模型顯示海獺族群密度是海帶覆蓋率變化的最強預測因子,但它也確定了其他因素,包括氣候變遷導致的極端海洋高溫。

「今天,海洋中的極端高溫是強烈而持久的。從十年前開始,這種威脅現在影響了一半以上的海洋表面,「杜克大學研究科學家、該研究的資深作者Kyle Van Houtan說。

「這是海帶森林的一個主要問題,因為長期的溫度壓力會破壞海帶的生長和健康。生態系是復雜的,為了讓它們在這些極端變化中幸存下來的最佳機會,它們需要它們的所有組成部份。當然,海獺對太平洋海帶森林有著巨大的影響。從長遠來看,像這樣的歷史研究是這種動態的重要證明。

健康的海帶森林生態系提供了許多好處,包括作為漁業的苗圃,減少風暴造成的海岸侵蝕,並有助於碳儲存。該研究表明,將水獺放歸其歷史分布區域可能有助於恢復海帶森林,並在加利福尼亞海岸的更多地方恢復其利益。

該研究揭示了100年來加利福尼亞海岸沿岸海帶冠層的劇烈變化。在此期間,中部海岸的海帶森林樹冠顯著增加,這是加利福尼亞州南部海獺在 1800 年代因皮毛而被獵殺後幸存下來的唯一地區。相比之下,北部和南部地區的海帶冠層減少。在世紀尺度上,該物種對中部海岸海帶森林的有利影響幾乎彌補了加州北部和南部海帶的損失,導致在此期間全州範圍內僅略有下降。 在瀕臨滅絕之後,南部海獺族群的增長透過提高對環境壓力因素(包括極端海洋變暖)的抵禦能力,幫助海帶森林擴大