拖網漁船破壞海底微生物—新聞—科學網

2021-01-09 科學網

 

拖網攪動沉積物導致微生物去除的氮減少。過多的營養物質會損害水質。圖片來源：Ingo Wagner/Picture Alliance

沿著海底用拖網捕撈海鮮的漁船會不加選擇地傷害海洋生物，並且破壞它們的棲息地。現在，一項新的研究表明，拖網漁船還可能破壞海底微生物清除沿海水域中過量營養物質的能力，從而加劇海洋汙染。

「這是第一篇研究拖網捕撈的實際生物地球化學效應的論文。」沒有參與該研究的美國加州大學河畔分校海洋生物地球化學家Sebastiaan Van de Velde說，「整個研究的角度非常新穎。」

氮是海藻和被稱為浮遊植物的微小海藻等水生植物的重要營養素。但是，隨著處理不當的汙水或農田中流失的化肥被衝入海洋，過多的氮會刺激發生所謂的「藻華」。過多的海藻會造成麻煩，比如纏在船的螺旋槳上，在海灘上腐爛。當藻類在水中死亡時，情況會變得更糟——分解它的微生物會吞噬氧氣，並形成死區，使魚類和其他海洋生物窒息而死。

而海底沉積物中的微生物可以通過將過量的氮轉化為一種釋放到大氣中的惰性氣體來幫助解決這一問題。但拖網漁船會對此形成幹擾嗎？

為了找到答案，澳大利亞南十字星大學的生物地球化學家Bradley Eyre和他的同事在該國的莫頓灣進行了一項實驗。

研究小組在一條向海灣輸送氮的河流附近選擇了3個地點。在1年的時間裡，他們多次測量了來自沉積物的氮。這種氣體是反硝化過程的最終產物，在該過程中，沉積物頂部幾釐米的微生物會分解富含氮的有機物。

該過程需要一系列特殊的條件，因為有些生化反應需要有氧，而有些需要無氧。在海底，這種條件錯綜複雜的情況是由許多種海洋動物（如甲殼動物、蛤蜊和蠕蟲）的挖掘所創造的。

接下來， Eyre和他的同事僱了一艘拖網捕蝦船。這艘船得到了許可，允許在一個禁止拖網捕魚的區域內拖網穿過幾個地點。緊接著，潛水員跳入水中研究沉積物，並測量微生物釋放的氮。不出所料，拖網將海底的沉積物混在了一起。

研究小組日前在《湖泊學與海洋學快報》上發表報告稱，與附近未經歷拖網捕魚的地點相比，這一過程抹去了穴居動物創造的精細結構，阻礙了微生物的生長，並減少了多達50%的氮氣排放。「這實際上是一個相當大的影響。」Eyre說。

Van de Velde對此表示同意。「這完全改變了這些底部沉積物的功能。」他說，「這是拖網捕撈帶來的一個主要問題。」

每3個月一次，Eyre及其同事重複了該實驗3次，最終都觀察到相同的效果。好消息是，每次拖網過後，穴居動物都會返回並重新創造反硝化的條件。一個令人擔憂的跡象是，每一次拖網都比前一次拖網減少了更多反硝化作用。這表明拖網捕魚的損害是持久的，但這一趨勢在統計上並不顯著。

這一研究結果可能是保守的。由於水深只有4米，因此強烈的海浪會規律性地擾動沉積物，這會定期減少反硝化作用。Eyre認為，在動物洞穴更穩定的較深水域，拖網可能對反硝化作用產生相對較大的影響。但是，反硝化作用的總量在淺水中可能更大，因為那裡有更多的有機物。

很難說拖網捕撈對反硝化作用和水質的影響到底有多大。Eyre和他的同事做了一些粗略的計算。假設拖網捕撈發生在莫頓灣的一半水域，而在實驗中測量到的最大影響是可以阻止5477噸氮從水體和沉積物中逸出。這相當於每年從空氣和陸地進入海灣的氮的80%。

Eyre說：「這僅僅顯示了該研究的潛在重要性。」英國愛丁堡赫瑞瓦特大學的海洋生態學家Marija Sciberras說，這項新研究「無疑提供了一個重要的謎題」。她補充說，考慮到拖網捕撈的廣泛程度，弄清楚其對營養循環的影響是一項緊迫的任務。

相關論文信息：https://doi.org/10.1002/lol2.10150

 

 

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