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九年前,我站在大沼泽的泥泞河岸上,从波士顿以北一小时车程的盐沼,我从洞穴中拉出了一只拇指大小、爪子大得离谱的螃蟹。我正在观察招潮蟹——这种物种不应该出现在科德角以北,更不用说波士顿以北了。
事实证明,我所站的沼泽再也不会一样了。我正在目睹气候变化的发生。
大沼泽位于缅因湾,大西洋的一部分,大约从马萨诸塞州科德角延伸到加拿大新斯科舍省。海湾沿岸的沼泽是许多鸟类的重要繁殖地。但那里的水变暖速度比地球上几乎任何其他地方都快。随着海水变暖,温水物种也随之而来。
马里兰蓝蟹和黑鲈都是南方物种,现在被缅因州的龙虾陷阱捕获。招潮蟹正在东海岸进军,它们魅力十足的雄性拥有超大的爪子来吸引配偶并抵御竞争对手。
这种快速迁徙的部分原因是它们的后代。当成年招潮蟹在泥巴上爬行时,幼蟹则在水中游泳并被水流带走。变暖的海水使它们能够完成生命周期,洋流将下一代带到更北的地方。
作为一名在大沼泽地工作了数十年并研究气候移民(由于气候变化而改变或扩大其活动范围的物种)的海洋生态学家,我想知道这些迁徙如何影响它们进入的生态系统。我很惊讶在大沼泽地发现了招潮蟹,但更令我惊讶的是它们对沼泽地的影响。
提琴手的朋友变成敌人
盐沼是每天被海水淹没的草原。想象一下中西部的大草原是海滨地产。
在科德角以南,数十年的研究表明,当招潮蟹出现时,草的生产力更高。招潮蟹粪便和洞穴释放营养物质并促进植物生长。它们是盐沼中的蚯蚓——帮助植物生长。
但在大沼泽,事情就不是这样了。
在2020年和2021年夏季期间,招潮蟹的挖掘使大沼泽中芽和叶的生物量减少了40%,根的生物量减少了30%。这与我们对夏季增长的预测相反。
我很惊讶,因为在科德角以南的大沼泽中,螃蟹与相同的植物物种互花米草共存。
为什么影响不同?原因之一是,虽然它们可能是同一物种,但这些植物并没有像它们的南方亲戚那样随着招潮蟹一起进化。招潮蟹不吃草,但当它们挖掘时,它们会损坏米草的根。南部地区的植物已经适应了这种损害,并从中受益,但北部地区的植物尚未适应。
整个生态系统的连锁反应
这种破坏造成的危害可能远远超出草丛,影响到大沼泽食物网的其他部分。
昆虫、蜘蛛、蜗牛和小型甲壳类动物都以草为食。这些动物又是鱼、虾和螃蟹的食物。植物生物量减少可能导致鱼和虾减少。许多在沼泽中繁殖并在迁徙过程中停留在那里的鸟类都依赖于这个食物网。
对于植物来说,这种与螃蟹的有害关系会永远持续下去吗?可能不会。斯巴达在几十年内已经能够适应新的条件。随着时间的推移,大沼泽和缅因湾其他地区的植物也可能会适应提琴手的存在。
然而与此同时,招潮蟹可能会放大该地区气候变化的影响。
气温升高导致海平面加速上升,已经有可能淹没大沼泽。几千年来,盐沼一直与海平面上升保持同步,就像你应对水位上升威胁你的房屋一样——通过建造盐沼。植物通过捕获每次潮汐带来的沉积物来形成沼泽。更少的草意味着更少的沼泽,而沼泽可能会被淹没。
招潮蟹还会降低大沼泽储存碳的能力。盐沼是巨大的堆肥堆,如果有的话,需要几个世纪才能腐烂。每个园丁都知道堆肥堆的烹饪需要温度和氧气。这就是你翻转堆肥的原因。
每年,死去的植物根部都会被埋在没有氧气的土壤中。结果,分解速度大大减慢,使“堆肥”和碳得以积累和储存。正因为如此,盐沼作为储存碳的场所至关重要,可以防止碳进入大气层,从而导致气候变化。然而,招潮蟹的洞穴会刺激分解。死去的植物开始腐烂,碳一旦被掩埋就会释放出来。
气候移民遍布世界各地
招潮蟹只是我们在世界各地看到的数以千计的气候移民之一。虽然生态系统会随着气候移民的到来而适应,但它们可能永远不会一样。
在澳大利亚,当草食性海胆向南扩展其活动范围时,海带森林被剥光,植物和动物多样性急剧下降。在加利福尼亚州,一种掠食性的海蛞蝓(又名海蛞蝓)向北迁徙,导致当地其他海蛞蝓的数量减少。在南极洲,磷虾正在向南移动。磷虾是鲸鱼、企鹅和海豹的主要食物,因此这种转变可能会破坏南极食物网。
但气候移民的出现并不总是坏消息。
当美国南部的红树林取代沼泽时,它们储存了更多的碳。气候移民也可以使渔业受益。
我的实验室研究切萨皮克湾著名的蓝蟹,2022年码头上岸的蓝蟹创造了超过2亿美元的收入。现在缅因州的龙虾笼中发现了蓝蟹,马萨诸塞州北部、新罕布什尔州和缅因州可以发展渔业。然而,目前尚不清楚蓝蟹和龙虾如何相处。
在弗吉尼亚州,海水变暖带来了丰富的白虾和新的渔业。令垂钓者高兴的是,斯努克鱼——一种有趣的运动鱼——已经扩展到墨西哥湾的佛罗里达大湾。
更多移民仍将到来
2023年将创下世界海洋热浪纪录,而且随着温室气体排放量仍在上升,全球变暖将持续下去。
虽然气候移民不被视为入侵物种,但它们可以改变生态系统,正如我们已经在大沼泽地看到的那样。重要的是要了解这是如何发生的,以及生态系统是否能够适应物种不断改变邮政编码的情况。
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