本文发表于《大众科学》的前博客网络,仅反映作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。
也许我们人类对海洋最大的误解是认为它是取之不尽的。在如今大多数人都熟悉“过度捕捞”一词的世界里,这个想法现在看来相当愚蠢。但是,人们曾经凝视深海,并想象那里充满了丰富的生命,以至于我们可以不断索取而永远不会枯竭。
现在我们知道,索取也会过度。不幸的是,这仅仅是因为我们进行了自己的现实生活实验,并且不得不承受实验结果。
其中一项实验真正失控:加拿大新斯科舍省附近西北大西洋的鳕鱼渔业。20世纪50年代和60年代,鳕鱼捕捞量不断增加,1968年达到峰值80万吨。从那以后,捕捞量大幅下降——这是一个警告,表明鳕鱼种群状况不佳——1978年渔民只能捕捞到不到15万吨的鳕鱼。(这看起来很多,但与80万吨相比,就微不足道了!)从那以后,捕捞量继续下降,但加拿大政府花了近二十年的时间才采取控制措施,于1993年关闭了渔场。
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鳕鱼的猎物——小杂鱼,在渔业崩溃后蓬勃发展。随着鳕鱼在20世纪90年代中期达到历史最低水平,小杂鱼的数量攀升,达到崩溃前丰度的惊人的900%。反过来,小杂鱼大大减少了它们的猎物——浮游动物,从而使光合浮游植物得以繁荣。
这种由于顶级掠食者消失而导致的食物链中交替出现的得失模式被称为营养级联,并且已在其他系统中观察到。科学家们假设,这种类型的营养级震荡将导致新的稳定生态系统,任何不平衡最终都将达到平衡,小杂鱼将统治海洋。
几十年来,这似乎解释了斯科舍陆架外发生的事情。当小杂鱼大量吞噬浮游动物时,它们也消耗了鳕鱼卵和幼虫,抑制了鳕鱼恢复优势地位。小杂鱼占据主导地位,尽管鳕鱼的猎物很丰富,但鳕鱼却无法恢复。也许这就是新的稳定生态系统。
但过去十年终于出现了一些变化。小杂鱼的峰值达到1000万吨,是科学家估计生态系统能够支持的两倍以上。随后它们的数量减少,因为没有足够的浮游动物食物来支持如此多的生物。小杂鱼的身体变得更小,质量更差,脂肪和蛋白质更少——这反映了食物有多么匮乏。
这种衰退给了鳕鱼和其他掠食性鱼类机会,新斯科舍省达尔豪西大学的研究人员上周报告称,它们似乎正在恢复。鳕鱼、红鱼(Sebastes spp.)和黑线鳕(Melanogrammus aeglefinus)的种群数量高于20世纪90年代初以来的水平,并且个体鱼类的重量也在增加。
尽管生态系统仍然远未稳定,但这表明生态系统可能正在从以小杂鱼为主导的系统恢复到其最初以掠食者为主导的生态系统。作者指出,目前黑线鳕似乎比鳕鱼更普遍,因此这并不意味着生态系统必然会恢复正常。黑线鳕可能会取代鳕鱼占据主导地位,这将影响整个系统的物种组成。
如果这种趋势继续下去,这里的信息是令人鼓舞的:如果给予足够的恢复时间,这些系统可以恢复到其原始的稳定状态。渔场已经关闭了近二十年,这为该群落提供了罕见的空间和时间来重组和自行恢复。新斯科舍省的这个案例表明,仅仅是将一个系统搁置一段时间就可以起到显著的帮助作用。
这里恢复的另一个必要因素是,仍然有足够的鳕鱼、黑线鳕和红鱼来产生卵和幼虫以进行恢复。并非所有系统都如此幸运。几周前发表的一篇文献综述总结了顶级掠食者(从美洲虎到海星)的根除如何影响群落,并考察了全球许多类型的生态系统。总体而言,他们发现生态系统进入了一种新的稳定状态,并发生了广泛的变化,包括养分流动、植物丰度和物种多样性。如果没有顶级掠食者的后代来补充失去的物种,显然就不可能恢复。(有关移除顶级掠食者前后生态系统的图片,请参阅Wired的这个幻灯片。)
但移除顶级掠食者并不是破坏生态系统的唯一途径。上周发布的第二项研究模拟了以最大可持续产量(即可持续捕捞的最大量)捕捞小杂鱼如何影响全球五个不同地区的营养结构。他们发现,小杂鱼的移除在整个生态系统中产生了连锁反应,改变了海鸟、海洋哺乳动物和浮游动物的丰度。作者认为,将捕捞率减半将大大降低影响,同时仍能保留当前捕捞量的80%。
我希望人们不要错误地解读新斯科舍陆架的故事:认为我们可以尽情开发,只要及时停止捕捞即可。该行业已经关闭了二十年,影响了人们的生计——而且那里看到的开发模式显然是不健康的。其他类似的渔业崩溃事件未能恢复,因为入侵物种(如水母)涌入以利用这种混乱局面。鳕鱼的恢复令人鼓舞,但最安全的做法是将其视为一个特例。
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