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海草床通過多樣化的微生境為鄰近珊瑚礁提供多重裨益
專業(yè)號：紅樹林基金會 2020/10/7 12:45:58
EHS創(chuàng)刊于2015年3月，由中國生態(tài)學(xué)學(xué)會與美國生態(tài)學(xué)會聯(lián)合創(chuàng)建，中國生態(tài)學(xué)學(xué)會和中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心共同主辦，是一本開放獲取具有國際化水準(zhǔn)的生態(tài)學(xué)專業(yè)高級學(xué)術(shù)期刊。
編者按：EHS近期推出封面文章，擬選擇具有高影響力和代表性的成果做為封面文章進行推廣。今天推出一篇Narrative文章做為封面文章，該文研究了關(guān)于海草床中存在的各種微生境，以及它們對成年后棲息于珊瑚礁的動物的作用。
導(dǎo) 讀
海草床在復(fù)雜的沿海食物網(wǎng)中有其重要的生態(tài)位，這些食物網(wǎng)包括一系列相鄰且相互連通的生態(tài)系統(tǒng)，例如紅樹林和珊瑚礁。雖然海草床是公認為的魚類、無脊椎動物和其他動物的重要索餌場、育幼場和庇護所，但已有研究多將海草床作為同質(zhì)化的生境來考慮。盡管已有關(guān)于海草床的空間結(jié)構(gòu)對魚類群落影響的報道，但很少有研究評估海草床內(nèi)多樣化的微生境對棲息在其中的海洋動物的生態(tài)重要性。
來自自然資源部第三海洋研究所、福建省海洋生態(tài)保護與修復(fù)重點實驗室、澳大利亞阿德萊德大學(xué)、泰國海洋和沿海資源部泰國灣東部研究開發(fā)中心、馬來西亞馬來亞大學(xué)的Jianguo Du、Wenjia Hu、Ivan Nagelkerken、Laddawan Sangsawang、Kar Hoe Loh、Jillian Lean-Sim Ooi、Jianji Liao、Xinqing Zheng、Shuting Qiu和Bin Chen等學(xué)者，利用在南中國海和珊瑚三角區(qū)拍攝的海草床微生境照片，揭示了海草床中存在的各種微生境，以及它們對成年后棲息于珊瑚礁的動物的作用。研究成果以“Seagrass meadows provide multiple benefits to adjacent coral reefs through various microhabitat functions”為題發(fā)表在國際期刊Ecosystem Health and Sustainability(2020,6(1):DOI:10.1080/20964129.2020.1812433)上。
文章主要觀點
1、海草床是相鄰且相互關(guān)聯(lián)的生態(tài)系統(tǒng)的天然過濾器
海草植物可以在水流通過海草床時減緩其流速，使顆粒物沉降在海草床底層，同時水中的懸浮顆粒物也會被過濾并附著在海草葉片上（圖1）。因此，與海草床相鄰的珊瑚礁和海草床內(nèi)的珊瑚斑塊能夠受益于海草床的水質(zhì)凈化功能。
圖1 一群銀帶鯡在海草床-珊瑚礁生境間游動（杜建國攝于泰國噠叻）
2、海草床為海洋生物提供多種微生境作為育幼場
據(jù)估算海草床為全球約20%的漁業(yè)提供了重要的育幼場。在南中國海和珊瑚三角區(qū)，具有不同冠層特征的海草床支持著各具特色的魚類群落，其中約64%—93%的魚類為仔稚幼魚，這些物種的幼體適應(yīng)了不同的海草床微生境，表現(xiàn)出與成體不同的行為模式。例如，一些幼體的體色呈淺綠色以適應(yīng)海草葉片的顏色，而成體一旦遷移到珊瑚礁就會改變體色（圖2）。此外，一些魚類的幼魚在海草床營獨居生活，能夠很容易地隱藏在茂密的海藻-海草或礫石洞構(gòu)成的微生境中；而在珊瑚礁區(qū)的成魚則營群居生活，從而降低被捕食的風(fēng)險（圖3）。
圖2 雙色裂唇魚幼魚棲息于海草床中的礫石洞附近（上）；成魚則在珊瑚礁區(qū)徘徊，尋找其他攜帶有體外寄生蟲的魚類，并為它們做清潔（下）（杜建國攝于馬來西亞柔佛）
圖3 金帶齒頜鯛幼魚獨居于海藻-海草微生境（上）；而在珊瑚礁區(qū)的成魚則營群居生活（下）（杜建國攝于中國西沙）
3、海草床為眾多礁棲生物提供微生境作為索餌場
海草床是許多動物尤其是那些定期光顧海草床動物的重要索餌場。在不同的海草床微生境中，礁棲生物在覓食過程中采用不同的攝食方式。例如，一些物種以海草葉片上的無脊椎動物為食（圖4），一些物種以生活在海草床沙底內(nèi)的底棲動物為食（圖5），而另一些物種則直接取食新鮮和凋落的海草葉片（圖6）。另外，在海草床-珊瑚礁鑲嵌生境中，多種魚類白天在珊瑚礁區(qū)內(nèi)隱蔽，晚上則巡游到鄰近的海草床中覓食。因此，海草床通過魚類和底棲無脊椎動物的晝夜和乘潮洄游為鄰近生境提供了營養(yǎng)輸入。
圖4 扁平的長吻鉆嘴魚黃昏時分在海草叢中捕食無脊椎動物（上）；白天則在珊瑚礁區(qū)攝食蠕蟲（下）（杜建國攝于泰國噠叻）
圖5 紡錘形的黑斑緋鯉夜晚在海草床中的沙地捕食底棲生物（上）；白天則棲息于珊瑚礁區(qū)（下）（杜建國攝于泰國噠叻）
圖6 白棘三列海膽在海草-大型海藻微生境中攝食新鮮和凋落的海草葉片（上）；在珊瑚礁區(qū)則覆蓋珊瑚和骨骼碎片攝食微生物和微藻膜（下）（杜建國攝于中國西沙）
4、海草床為海洋動物提供多種微生境作為庇護所
海草床中密集的海草根莖網(wǎng)絡(luò)可降低棲息其中的生物被捕食的風(fēng)險，同時也提供了各種各樣的微生境。許多生活在海草床中的動物可通過調(diào)整它們的行為和體色來適應(yīng)微生境，并對上述微生境進行了多樣化和專門化的利用，從而減少被捕食的風(fēng)險。觀察到了三種適應(yīng)性行為：
（1）在海草床微生境的掩護下，一些躲藏在洞穴中的魚類（圖7）或與海葵共生的蝦類（圖8），其活動范圍比珊瑚礁區(qū)更大。
圖7 黃金鰕虎魚在海草葉片的掩護下游出洞穴一段距離（上）；但在珊瑚礁區(qū)，其洞穴僅被裸露的砂礫包圍，它會更加謹慎很少離開洞穴（下）（杜建國攝于馬來西亞柔佛）
圖8 短腕巖蝦在相鄰的海草葉片掩護下可游離其共生的海葵（上）；但在珊瑚礁區(qū)則通常棲身于海葵中不外出（下）（杜建國攝于馬來西亞柔佛）
（2）部分物種可以通過調(diào)整它們的體色以適應(yīng)周圍環(huán)境（圖9和圖10）。
圖9 玳瑁石斑魚調(diào)整了體色和斑紋與周圍茂盛海草叢中的硬底質(zhì)微生境相一致（上）；在珊瑚礁區(qū)也有這種行為（下）（杜建國攝于泰國噠叻）
圖10 饅頭海星在沒有天敵的海草床上呈鮮紅色（上）；但在有捕食者的珊瑚礁區(qū)則顏色較淺，以與周圍環(huán)境匹配（下）（杜建國攝于泰國噠叻）
（3）有些物種通過擬態(tài)行為將身體模擬成類似海草葉片的形態(tài)以欺騙捕食者（圖11）。
圖11 狼跳巖鳚通過將其體型和體色模擬成海草葉片，惟妙惟肖地融入到海草-沙地微生境（杜建國攝于泰國噠叻）
結(jié) 論
海草床通過維持生態(tài)系統(tǒng)的完整性和連通性，在熱帶近海生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。研究人員通常從景觀和物質(zhì)循環(huán)等宏觀層面研究海草床，然而，從微生境角度對這種連通性支持機制的理解仍然十分有限，并且往往被忽視。本研究發(fā)現(xiàn)，通過為各種幼體和成體礁棲生物提供微生境，海草床為鄰近的珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)提供了多樣化的棲息地支持。因此，我們建議應(yīng)擴展對海草床和其他近海生態(tài)系統(tǒng)的生境和育幼功能的探索，以加強對微生境的研究和認識。未來可通過野外實地觀察和室內(nèi)受控實驗來進一步評估微生境對生態(tài)位的支持作用，并應(yīng)考慮到微生境在海洋生態(tài)保護和管理中的重要作用，不僅要保護生態(tài)系統(tǒng)整體，亦要保護其中包含的微生境多樣性。
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