穴居蟹重塑盐沼,气候变化是罪魁祸首

- 编辑:大众自然网 -

穴居蟹重塑盐沼,气候变化是罪魁祸首

一项新的研究揭示了气候变化是如何使一种贪婪的蟹类极大地改变了美国东南部的盐沼生态系统

这项发表在《美国国家科学院院刊》上的研究表明,从南卡罗来纳到佛罗里达的盐沼下面的土壤已经因为更高的海平面和增加的潮汐淹没而变得松软。这种软化让穴居蟹种芝麻网茁壮成长,以维系沼泽的绳草为食。

研究发现,蟹类对草的清除极大地改变了流经沼泽的溪流,也改变了沼泽中捕食者和被捕食者之间的动态关系。事实上,研究人员说,曾经在东南部盐沼中扮演次要角色的Sesarma现在可以被认为是一个关键物种,这意味着它在生态系统的形成中起着主导作用。

“我们的发现是海平面上升如何激活一种关键物种的一个例子,而这种物种正在戏剧性地重塑这些盐沼,”布朗大学生态和进化生物学名誉教授、该研究的合著者马克·伯利特(Mark Bertness)说。“这是一件大事,因为海平面上升是一个普遍的全球现象,这是一个很大程度上意想不到的结果。我们需要开始思考全球气候变化如何在其他生态系统中激活新的关键物种。”

在布朗的Bertness的实验室里,对Sesarma蟹及其对盐沼的影响的研究由来已久。2011年,Bertness和他的学生们发现,以绳草的根和叶子为食的Sesarma是鳕鱼角湿地突然死亡的原因。在这种情况下,过度捕捞突然将斑纹鲈鱼这样的捕食者从水中拉了出来,让斑纹鲈鱼在沼泽中肆意屠杀。早期研究的本科生合著者之一克里斯蒂尼安杰利尼(Christini Angelini)现在是佛罗里达大学(University of Florida)的副教授,也是这篇新论文的资深作者。

人们知道Sesarma栖息在佛罗里达和卡罗来纳的南部沼泽地,但它们的数量并没有像更北边的那样激增。一个潜在的原因是不同的土壤基质。Sinead Crotty现在是耶鲁大学碳密封实验室的项目主任,几年前他还是Bertness的一名本科生,他的研究表明地面硬度对Sesarma能否立足起着重要作用。她的研究结果表明,与南方沼泽地中常见的较硬的土壤基质相比,芝麻更容易在新英格兰泥炭土壤中建造洞穴和以草根为食。

但是由于气候变化导致海平面持续上升,Crotty, Angelini和Bertness想知道松软的土壤是否会给Sesarma在南方更多的立足之地。通过观察南卡罗来纳和佛罗里达九个地区的航拍照片,他们发现有芝麻草放牧证据的沼泽溪流的数量从20世纪90年代末到21世纪10年代末增加了240%。与此同时,对海平面上升的调查显示,与20世纪90年代末相比,这些地区的地面每天被潮水淹没的时间要长一个小时。

“海平面上升,使得这些蟹类通常无法钻洞的底层变得柔软,”Bertness说。“现在它变得更柔软了,你就有了一个理想的栖息地来支持这些巨大的公共芝麻洞。”

研究人员发现,这种新的Sesarma活动正在重塑沼泽。草地的消失增加了沼泽中河流形成的速度,并使沼泽河流的排水密度增加了35%。

Sesarma的活动也影响着河流中捕食者和猎物之间的相互作用。清除草地为捕食者提供了更多的机会捕食贝类和其他猎物。研究发现,与没有吃过芝麻的溪流相比,吃过芝麻的溪流中的贻贝数量要少得多。

安吉里尼说:“随着它们被淹死,美国东南部的沼泽从草原变成了一块块的沼泽,贻贝、蜗牛和其他无脊椎动物的数量锐减。”“这些动态变化揭示了随着海平面上升速度的加快,沼泽会以多快的速度消失,以及它们作为商业、娱乐和生态上重要物种的觅食地还能维持多久。”

芝麻正在改变沼泽的地貌,以及其他物种之间的生态相互作用,这一事实证明它现在是南部沼泽的一个关键物种。研究人员说,这是人为气候变化导致新的关键物种被激活的第一个例子。

“这将成为教科书上的内容,”Bertness说。“这是气候变化改变生态系统的一种未得到充分重视的方式。”