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并非所有新的水下居民都很有礼貌。有些使其他物种黯然失色,或者以牺牲已经生活在那里的物种为代价来贪吃食物。关于丹麦水域、峡湾和溪流中入侵物种的数据很少,但在水下机器人和DNA分析的帮助下,我们可以快速且相对便宜地获得更多知识。
丹麦记录了大约2,600种非本地物种,即并非源自丹麦自然环境的植物、动物和真菌。这些物种中的绝大多数不会造成任何问题,有些甚至无法长期在我们的气候中生存。
然而,根据丹麦环境保护局的数据,77种非本地物种是入侵物种。这意味着它们已经成功地在丹麦环境中立足,并对当地动植物或经济产生了影响。换句话说,入侵物种可能变得如此占主导地位,以至于严重影响我们环境中的其他动物或植物。
联合国生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台(IPBES)已将入侵物种确定为威胁全球生物多样性的五个驱动因素之一。
2023年秋天,该小组发布了《外来入侵物种报告》,进一步强调了问题的严重性。该报告由来自49个国家的86名研究人员撰写,报告显示,据估计,全球60%的植物或动物灭绝事件都是由入侵物种造成的。
在16%的案例中,入侵物种是动物或植物灭绝的唯一原因。入侵物种通过人类活动传播,IPBES预计这一问题将在未来几十年内加剧。
通过压载水引入
在陆地上,很容易发现入侵物种,在丹麦,这些物种包括貉、蔷薇和杀手蛞蝓。观察海洋、峡湾、湖泊和溪流的地表以下发生的事情要困难得多,但这里也有入侵物种。丹麦共记录了85种外来海洋物种。
其中四种被认为是侵入性的,即它们会对我们的生态系统造成损害。有些人可能还记得媒体上提到的栉水母Mnemiopsisleidyi或圆虾虎鱼——一种产自黑海和里海的鱼。它们都是15-16年前通过船舶压载水引入丹麦水域并立即定居的海洋物种。
DTUAqua的高级研究员JaneBehrens从2014年开始就帮助追踪圆虾虎鱼,六年前,这种10-20厘米长的鱼首次出现在丹麦南部水域。
“通过研究圆形虾虎鱼,我们了解了它的传播以及成功入侵物种的特征,”简·贝伦斯说。
成功的入侵物种——动物和植物——通常具有相同的特征:它们繁殖迅速,有良好的传播条件,有竞争力,并且能够承受不同的环境条件。这也适用于圆形虾虎鱼。
“它非常坚韧。它在高盐含量和低盐含量以及不同温度的水中都能茁壮成长,这意味着它可以在多种水生环境中传播。它也比本地虾虎鱼稍大,在保卫领地时非常具有攻击性”,因此它最终占据了食物来源和繁殖地。而且它不挑食,会吃多种食物,”简·贝伦斯(JaneBehrens)谈到这种鱼时说道,这是成功入侵物种的完美例子。
对伤害知之甚少
简·贝伦斯表示,人们对圆虾虎鱼对丹麦生态系统造成的破坏程度知之甚少。
“我们只进行了一项研究,该研究表明,圆形虾虎鱼可以改变其定居和繁殖地区的动物群。它通过选择性地捕食其偏爱的食物来实现这一点,例如小蛤和蜗牛,只要它们的存在。这改变了底栖动物群的组成,进而影响了其他动物群,因为其他以底栖动物为食的动物将不得不寻找其他食物来源或觅食地。”
“在丹麦,圆虾虎鱼没有受到太多关注,因此可用的数据有限。我们必须向其他国家寻求更多的知识,例如美国,他们的研究表明圆虾虎鱼具有负面影响“对生物多样性的影响,包括对其他鱼类物种的影响。我们有充分的理由相信,这对我们来说也是如此,”JaneBehrens说。
DTUAqua的JensKjerulfPetersen教授表示,丹麦还有许多其他入侵海洋物种没有受到持续监测。他编写了一份报告,描述了丹麦海洋和水生环境面临的特定威胁,包括入侵物种。
“我们对这个国家的入侵海洋物种知之甚少。它们的流行和有害影响是一个尚未得到充分研究的领域,因为我们没有针对入侵海洋物种的协调监测系统。我们从公民或研究人员那里获得随机记录。我们的知识“这些数据主要来自数年来对单一物种的单一研究。当项目结束时,数据收集也会随之结束。”JensKjerulfPetersen说道。
水下机器人可以获取数据
他在DTUAqua的同事们(以EinarEgNielsen教授为首)提出了一种技术解决方案,可以缩小我们对入侵海洋物种的了解差距:一种可以使用DNA分析来识别物种的水下机器人。该机器人被命名为ESP(环境样本处理器)。从环境中收集DNA的技术称为eDNA或环境DNA。
“该机器人可以在水中运行,并在电池耗尽之前采集水样长达三个月。我们可以对其进行编程,以从水样中识别最多五种不同的物种。我们还可以控制它采集水样的频率以及样品是在靠近表面还是在底部采集的。”
“通过机器人,我们可以获得有关我们想要监测的物种的大量信息,并且我们可以昼夜以及一年中的任何时间进行监测。这样,我们就可以以比传统方式更便宜的方式收集信息。乘船手动采集水样的传统方法,”专门从事识别生物多样性的遗传方法的埃纳尔·埃格·尼尔森(EinarEgNielsen)说。
ESP是在美国开发的,用于测量藻华等,但丹麦版本是由DTUAqua的EinarEgNielsen同事几年前进一步开发的,因此它可以用于检测DNA痕迹在环境中。ESP连接到移动网络,因此如有必要,可以远程更改其任务。这也使其能够持续向研究人员传输数据。
EinarEgNielsen和他的同事目前正在计划与冰岛开展一个合作项目,其中ESP将用于监测座头鲑,这是冰岛溪流中的一种入侵物种。此外,研究人员还准备了第三代ESP,准备在2024年投入使用。
这个版本更加先进,因为它可以四处移动并收集eDNA样本,而不是保持静止。明年,它将参与Ørsted和丹麦环境保护局合作的一个项目,绘制丹麦HornsRev和Anholt海上风电场的生物多样性地图。
“我们可以提供数据,使我们能够跟踪海上风力涡轮机周围生物多样性的发展。但是,我们必须首先定义我们希望生物多样性是什么样子,因为如果海上风力涡轮机周围的生物多样性增加,这不一定是一件好事“风电场。有关海上风电场的担忧之一是它们可能会为入侵物种创造一种走廊。我们将能够通过eDNA帮助澄清这一点,”EinarEgNielsen说。
入侵物种的代价高昂
JensKjerulfPetersen教授表示,许多其他国家已经意识到入侵海洋物种可能会给环境和经济带来高昂的代价,而丹麦却很少关注它们,尽管它们对我们的环境产生了负面影响。
“在丹麦,我们看到太平洋牡蛎在利姆峡湾和其他地区蔓延,带来了一些负面后果:它们几乎占据了整个海底并超越了其他贻贝。这些贻贝是各种鸟类的食物来源,然后它们必须寻找食物。“它们的食物会转移到其他地方。换句话说,太平洋牡蛎在水面和水下都创造了不同的生物多样性。它们还破坏了该地区的娱乐价值,因为沐浴海滩上布满了锋利的牡蛎壳,”JensKjerulfPetersen说道。
IPBES报告背后的国际研究人员还警告说,陆地和水域的入侵物种可能会带来高昂的成本,因为它们会破坏整个生态系统,从而威胁食品安全和饮用水供应。研究人员估计,2019年入侵物种造成的全球经济损失接近3万亿丹麦克朗。
JensKjerulfPetersen呼吁更加关注减少丹麦水域入侵物种的传播:
“人们普遍认为,我们无法消灭入侵的海洋物种。但我们可以限制它们的传播,就像我们对猪草、蔷薇和黑鼠所做的那样。没有人期望它们被完全根除,但我们仍然花费大量资金来减少它们对我们的环境造成的损害。我们应该为我们的水生环境做同样的事情。”
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