蓝碳生态系统中捕食者的存在有利于保护碳库

编译：戴禹航，陈雪初 海洋生态大讲堂 2019-02-01

目前，人类正致力于减少碳排放以应对迫在眉睫的气候变化问题。海岸带植被生态系统（海草床、红树林和盐沼）在全球碳循环过程起到重要作用，其碳库储量高达250亿吨，约占海洋沉积物埋藏碳总量的50％。Trisha等人在《Nature Climate Change》上发表综述认为：处于高营养级的捕食者在海岸带植被生态系统碳循环中扮演着极其重要的角色，而植食者和生物扰动者会通过摄食作用和生物扰动行为对植被以及碳循环功能微生物的生物量、丰度、多样性产生负面影响，当缺少捕食者控制时，植食者和生物扰动者的过度繁殖会促使整个生态系统退化和储碳功能的丧失。

图1 海岸带植被生态系统的全球分布，以及这些系统中出现的过度放牧和极端生物扰动事件（红点）

盐沼（中蓝色）、海草（浅蓝色）和红树林（深蓝色）

在美国东部的盐沼和红树林中，掠食性蓝蟹和鱼类的数量减少了40-80%，而植食性螃蟹和蜗牛过度繁殖，这使得地上部植被生物量减少了80%至100%。而在澳大利亚西部的海草床中，顶级捕食者虎鲨的存在会促使当地优势植食者—儒艮和海龟的觅食行为发生变化，迫使它们转而取食海草叶片，放弃挖掘进食海草根茎。如果假设1%的海岸带植被生态系统由于缺少捕食者控制而产生负面的营养级联效应的话，那么每年将会多释放出大约4.6亿吨CO₂进入大气中，这相当于2010年英国、西班牙和法国登记在册的9700万辆汽车的总排放量。

图2 海岸带植被生态系统中不同阶段的优先级对象

有鉴于此，管理人员制定相关措施时应当认真考虑海岸带植被生态系统中捕食者、植食者/生物扰动者、和生态系统储碳及固碳能力三者之间的关系。生态系统固碳及储碳能力一直处于动态变化之中，当植食者/生物扰动者数量占优势时，过度放牧会对海岸带碳库产生巨大的负面影响；当捕食者与植食者/生物扰动者达到某种平衡时，生态系统固碳和储碳能力将达到顶峰；而当捕食者数量继续增加，会给植食者/生物扰动者带来巨大的生存压力，却并不会对生态系统固碳和储碳能力造成太大的影响。

因此作者建议推行更有力的保护措施和更严格的捕捞管控条例以降低人类对捕食者种群的影响，进而间接减缓气候变化和避免物种灭绝。为了更全面地评估捕食者对海洋碳循环的影响，目前还需要对其在不同类型海洋生态系统中的调控作用进行更深入研究。

参考文献：

Trisha B. Atwood*,  Rod M. Connolly, Euan G. Ritchie, Catherine E. Lovelock, Michael R. Heithaus, Graeme C. Hays, James W. Fourqurean and Peter I. Macreadie.  Predators help protect carbon stocks in blue carbon ecosystems. Nature Climate Change, 2015，12(5)

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