进击的水母——全球变化与水母暴发

 
 
 
在正常情况下,水母的生存空间和食物网关系受到生态系统中其他生物的控制,但全球变化弱化了这种控制,为水母暴发提供了机遇。可以说,水母暴发是海洋生态系统衰退的重要征兆。

每年5到7月份是海月水母的暴发期。密集的海月水母甚至会阻挡潜水员的前行(视觉中国 供图)

一般认为,人口增长、能源使用、土地利用和污染是全球变化重要的驱动力。由此引发的海水温度上升、海水溶解氧降低、海洋酸化和海水富营养化等问题,导致了海洋生物多样性下降、渔业资源衰退和海洋生态灾害增加。健康海洋与可持续发展成为全球关注的热点问题。
 
熟悉的陌生“人”
互联网上那些漂亮的水母照片多来自潜水员或深潜器在深海大洋中,又或是摄影师在水族馆中拍摄而来。借助照片,普通人才得以看清这些熟悉的陌生“人”——水母的真面目。
进击的水母
自 20 世纪 80 年代后期到 90 年代早期开始,人们发现水体中的水母多了起来,而且有越来越多的证据表明这种趋势是全球性的。如果仅仅是水母增多那也不值得关注,但有些地方已经因为水母暴发严重影响了渔业资源、海洋生态系统、沿海工业、旅游业和人身安全,对经济和社会发展造成了危害,甚至在部分区域形成了严重的生态灾害。可以说,水母暴发是目前海洋中最重要的、因动物大量出现而形成的生态灾害。
 
(左右滑动查看)同一条科考船,20 世纪80—90 年代在黄海和东海开展调查的主要渔获物是鱼类(左),2000 年后同一区域的渔获物基本都是水母(右)
与赤潮、绿潮等生态灾害相比,水母暴发对海洋渔业资源和生态系统造成的影响要长远得多——一旦水母暴发,水母将在生态系统中占据主导地位,使渔业资源遭受致命打击。例如,2007 年,夜光游水母(Pelagia noctiluca)暴发几乎让英国及爱尔兰养殖的鲑鱼在一夜之间全军覆没;2023 年,水母暴发导致挪威近 100 万尾养殖鲑鱼死亡。20 世纪 90 年代后期,一种淡海栉水母(Mnemiopsis leidyi)随着船舶压舱水从美国迁移到黑海,并迅速在黑海繁殖。据估算,当时黑海中的水母约有 10 亿吨,相当于全球渔获量的 10 倍。由于水母暴发,黑海周边国家的渔业资源和旅游业都遭到毁灭性打击,造成严重的经济、社会甚至外交问题。
水母暴发的自身因素
水母(主要是钵水母)具有典型的、世代交替的生活史:通常我们看到的水母,即水母体只是其生活史中比较短暂的一个阶段,仅有 3 ~ 5 个月的时间;其余大部分时间,水母都是以水螅体的形式生活在海底。
水母体在水体中通过有性繁殖产生浮浪幼虫→浮浪幼虫附着到海底变态成不同形态的水螅体→水螅体通过横裂生殖产生碟状体→碟状体变态发育成水母体。由此,水母可以从底栖生活重新回到水体中营浮游生活。

沙海蜇水螅体即将横裂产生碟状体

水螅体也可以不再发育为碟状体,而是在海底附着基上直接通过无性繁殖产生新的水螅体,使种群数量呈现指数级扩张,为水母暴发增添了更多的不确定因素,使水母暴发机理研究和预测、预警、预报与综合防控变得非常困难。
虽然水螅体的个体很小,营附着生活,在底栖生态系统中竞争性很弱,但它们凭借对海洋环境强大的忍耐力和适应能力,在残酷的自然界生存下来。不仅如此,水螅体还能横裂生殖产生水母体,导致水母暴发甚至形成生态灾害,时不时给人类一点“颜色”瞧瞧。

刚产生的海月水母碟状幼体

全球变化为水母暴发提供了“良机”
除前述的自身因素外,现在学术界达成的共识是,水母暴发的确与全球变化有关——全球气候变化和人类活动破坏了海洋生态系统,是导致水母暴发的重要原因。
过度捕捞 鱼类的主要饵料是浮游动物,水母也依靠浮游动物为生,由于过度捕捞,鱼类资源大幅减少,浮游动物由此过剩,从而为水母的大量繁殖和生长提供了更多的饵料。另外,一些鱼类会摄食水母的幼体,其数量的下降也减少了水母的天敌。例如,在西南非洲的纳米比亚外海生产力较高的上升流区,高强度的捕捞活动摧毁了沙丁鱼资源。这一曾经高产的渔业生态系统现在被金黄水母(Chrysaora spp.)等大型水母占据,一个世界著名的大渔场就此不复存在。高强度的海底拖网作业还可能破坏底栖生态系统,进一步促进水母暴发——大量在海底生活的水母竞争者和天敌被拖网作业从生境中去除,而附近的硬底质区(礁石区)因难以拖网而成为水母水螅体的避难所。在另外一些海区(如黑海),由于过度捕捞导致渔业资源崩溃后空出的生态位,被外来的水母迅速占据。
白色霞水母的横裂体
海水富营养化 有研究表明,水母暴发与环境污染、富营养化和有害赤潮的发生存在密切关系。富营养化导致有害藻华发生,水体中的微型和微微型浮游动物(原生动物,如纤毛虫和鞭毛虫)由此增多,但作为捕食性的鱼类无法进食这些动物,营滤食生活的水母却可以大快朵颐,迅猛增殖。水母一旦成为生态系统的主导者,就会通过食物竞争及对鱼卵、鱼类幼体的捕食,抑制鱼类种群发展,海洋生态系统的性质也会发生根本性改变,且难以逆转。
气候变化 海水温度升高可导致水母的生长速率加快、分布范围扩大以及热带物种向温带和高纬度海域扩张。很多研究表明,水母暴发与气候变化关系密切,但这一结论只是通过水母暴发与温度变化之间的统计分析得出的。我们对其中的过程和机理并不清楚,尚未找到直接的证据。
外来种入侵 我们还发现,在黑海、地中海、北海和白令海等海域暴发的一些水母都是由于外来物种入侵引起的,但在我国近海和日本沿海以及墨西哥湾等海域暴发的水母却是由本地种引起的,因此,通过船舶压舱水引发的生物入侵只能作为水母暴发的因素之一。

海月水母

海岸带改变 大量海洋工程设施(如石油平台和其他海洋工程)及海岸设施(如码头和人工鱼礁)的增多,为水螅体提供了优良的附着基,有利于水母大量繁殖。此外,一些海洋工程建成后没有形成底栖生物群落,为水螅体提供了广阔的生存空间;加上没有食物竞争,水母暴发有了良好的空间条件和物质基础。
是暴发,也是衰退
综上所述,水母暴发与全球变化关系密切。在人类活动和气候变化的多重压力下,海洋生态系统正遭到极大破坏,渔业资源衰退、海洋生态系统结构与功能发生改变,特别是底栖生态系统变化很大。正常情况下,水母的生存空间和食物网关系受到生态系统中其他生物的控制,但全球变化弱化了这种控制,为水母暴发提供了机遇。可以说,水母暴发是海洋生态系统衰退的重要征兆。

(本文图片除说明外,均由孙松提供)

作者单位:中国科学院海洋研究所

 
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本文内容摘自《大自然》杂志2024年第6期原创文章,未经授权不得转载或建立镜像。

 

排版:冯雪

编辑:罗蓉

审核:曾朝辉

 

 

 

创建时间:2025-01-23 21:30
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