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九年前,我站在泥泞的河岸上 大沼泽, 波士顿以北一小时车程的盐沼,从洞穴中拉出了一只拇指大小、爪子大得离谱的螃蟹。我当时正在看一只招潮蟹——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。海湾沿岸的沼泽地是 关键繁殖地 对于许多鸟类来说。但那里的水变暖的速度几乎比 地球上其他任何地方. 。随着海水变暖,温水物种也随之而来。
马里兰蓝蟹 和 黑鲈, ,这两种南方物种,现在都被捕获 缅因州龙虾陷阱. 。还有招潮蟹,其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, 正在向东海岸进军.
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。
作为一个 海洋生态学家,在大沼泽地工作了数十年,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 – 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。它们是盐沼里的蚯蚓——帮助植物生长。
但在大沼泽地里, 它不是这样工作的.
招潮蟹的挖掘使大沼泽中芽和叶的生物量减少了 40%,根部生物量减少了 30% 2020年和2021年夏季课程. 。这与我们对夏季增长的预测相反。
我很惊讶,因为螃蟹与相同的植物物种共存, 互花米草, ,在大沼泽地,因为它们位于科德角以南。
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,它们会破坏 斯巴达娜的 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 鱼少了 和虾。这 许多鸟类繁殖 在沼泽中并在迁徙期间停留在那里依赖于食物网。
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。 大米草 已经能够 几十年内适应新条件. 。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。
气温变暖已导致海平面加速上升 威胁要淹没大沼泽. 。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——通过堆积。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。
招潮蟹也减少了大沼泽的 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 作为储存碳的地方至关重要, ,使其远离会导致气候变化的大气层。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, 海带森林被砍光后,动植物多样性急剧下降. 。在加利福尼亚州,一种掠食性的裸鳃类动物(又称海蛞蝓)减少了 其他裸鳃类动物的当地种群 当它向北迁徙时。在南极洲,磷虾 正在向南转移. 。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。
当红树林取代美国南部的沼泽时, 储存更多碳. 。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,它产生了超过 2022 年码头登陆价值 2 亿美元. 。现在蓝蟹是 在缅因州的龙虾笼中被发现, ,可以在马萨诸塞州北部、新罕布什尔州和缅因州发展渔业。然而,蓝蟹和龙虾如何相处尚不清楚。
在弗吉尼亚州,海水变暖带来了 大量的白虾 连同 新渔业. 。令垂钓者高兴的是,斯努克鱼——一种有趣的运动鱼——拥有 扩展到墨西哥湾佛罗里达州大湾.
更多移民仍将到来
2023年创下热浪记录 在世界海洋中, ,并且随着温室气体排放量仍在上升, 变暖将继续.
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。