黃海水產研究所首次報導海底垃圾可能引發海葵爆發進而導致海洋底棲生態系統的改變

2021-02-13 黃海水產研究所

近日，中國水產科學研究院黃海水產研究所近海漁業資源生態學團隊在國際環境科學領域期刊Science of the Total Environment(影響因子6.551) 在線發表了題為「Is seafloor litter contributing to sea anemone blooms ?」的研究論文。該研究基於漁業資源底拖網調查，通過現場觀測和統計模型等方法，首次報導了海底垃圾對於鬚毛高齡細指海葵(Metridium senile fimbriatum)分布的影響，進而探討了海葵爆發對於海洋底棲生態系統的潛在影響。研究結果表明，海底垃圾的密度是影響海葵分布的重要影響因子，二者存在顯著正相關關係，首次從統計學角度證明了海底垃圾與底棲生物的相互作用，為研究多重壓力下海洋生態系統的演變提供了新視角。

近年來，垃圾對海洋生態系統的影響受到國際社會的廣泛關注。垃圾不僅會堵塞海洋生物腸道，纏繞生物，導致生物無法攝食和逃避，此外，還可以作為載體，通過洋流的作用，將附著生物輸運到其他海域，甚至導致生物入侵。因此，垃圾汙染對海洋環境和生物具有重要影響。而大部分的漂浮垃圾最終都會沉積於海底，使得海底成為海洋垃圾的巨大存儲庫。受觀測手段、成本、研究方法等條件限制，對於海底垃圾的大規模調查往往難以進行，海底垃圾與底棲生物的相互作用過程更是難以觀測。因此，海底垃圾對底棲生態系統的作用機製成為一個懸而未決的問題。

漁業資源底拖網調查為研究海底垃圾的分布及其生態作用提供了有效的觀測手段。近海漁業資源生態學團隊通過底拖網調查，獲取了海底垃圾及其密度數據，並現場觀測了垃圾附著生物，發現海葵可以附著於不同類型的海底垃圾上，且海底垃圾分布的熱點區域與海葵的高密度區域空間重合。研究人員進一步通過構建GFM與GAMM兩種模型研究海底垃圾密度及環境因子對於海葵分布的影響，發現海底垃圾是影響海葵分布的重要影響因子，且二者之間存在顯著正相關關係。因此，北黃海海底垃圾的廣泛分布為海葵的生長、繁殖提供了「天然的棲息地」，並且為海葵的區域性擴散提供了「可移動的載體」，最終為海葵的爆發提供了有利的條件。鑑於海葵的環境耐受能力及複雜的生活史和生態特性，海葵爆發可能影響北黃海底棲生態系統的結構和功能。本研究提升了對海底垃圾與底棲生物作用機制及生態風險的科學認知，也為我國海洋垃圾綜合防治和全球海洋垃圾治理重要提供科學支撐。

黃海水產研究所近海漁業資源生態學團隊博士研究生滕廣亮為論文的第一作者，單秀娟研究員為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金項目(31872692)、青島海洋科學與技術試點國家實驗室「鰲山人才」培養計劃項目(2017ASTCP-ES07)、山東省泰山學者專項基金以及David and Lucile Packard Foundation等項目資助。

全文連結：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.143479.

圖1. 鬚毛高齡細指海葵(Metridium senile fimbriatum) 

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