微妙的生態系統

[以下摘譯自Science Daily(2012):Fish have enormous nutrient impacts on marine ecosystems, study finds

大魚的排泄物是珊瑚礁重要的營養源。根據一項由喬治亞大學和佛羅里達國際大學的學者所進行的研究,魚類對於海洋生態中的營養所產生的貢獻,遠高於我們先前的了解。發表於《生態》Ecology 期刊中的一篇論文顯示,魚類貢獻給當地環境生態的營養高於其他任何的資源,其程度足以影響食物鏈底層生物的成長速度。

在多數熱帶海岸的生態系統中,營養來源是有限的。系統中的基本食物來源如藻類、海草,需要有適當比例的磷和氮,才能生長。

在海洋食物網中,魚類常被視為掠食者,消耗微生物、植物和小型動物。不過,魚類其實還有另一個重要,但常被忽略的功能,他們透過排泄,將攝取的養分循環再生,供給藻類和海草成長所需的肥料。

為了測量魚類提供的養分所產生的衝擊,研究團隊比較幾個魚群大小不同的海域。由於珊瑚礁越大,群聚的魚越多,所以他們打造了好幾個大小不同的珊瑚礁環境,並且選擇幾個完全沒有珊瑚礁的地點做為控制組。

為期兩年,他們定期的紀錄魚群的數量和大小,並且測量海草的營養成分和生長速度。如同先前的預期,大型珊瑚礁的海草長得比較快,而且營養含量比較豐富。令他們感到意外的是其間的差異和影響的範圍。

「每日海草的成長速度,在大型珊瑚礁是37平方釐米,在控制組是10平方釐米,差異將近4倍」一位研究者說。「魚類釋放大量的養分給生態系統。比起周圍所有的來源---如附近的高爾夫球場和所有人類活動的廢棄物總和---都要來得高」。

影響的範圍擴及大型珊瑚礁周圍3公尺。魚類提供的營養多於海草的吸收量,使得多餘的養分流散,滋養更多的藻類和海草。學者預測,影響的範圍會隨著時間而擴大。

研究者將大型珊瑚礁形容成「生化熱點」(biogeochemical hotspots),在這些地區,生物和環境之間的化學循環率特別的高。

研究者指出,他們的研究進一步指向維持健康魚類社群(fish community)的重要性,因為不同的魚,提供的養分不同。「即使魚的數量很多,如果只有一種魚,他們只能為生態系統循環一種養分。這不是生態系統營養運作的方式」。

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〔以下摘譯自UWToday(2016):Big fish — and their pee — are key parts of coral reef ecosystems

先前的顯示,魚類排泄物中含有磷、氮等的養分,可以幫助珊瑚礁成長。最近,發表在《自然傳播》Nature Communications期刊中的一項研究發現,漁業活動地區的珊瑚礁,將近一半的關鍵養分在生態系統中消失。主要的原因是少了大型魚類的排泄物。

「珊瑚礁運作,大型魚類帶動養分的循環是一個重要的因素。在魚類的身體組織裡,存滿了許多---甚至是多數---珊瑚礁地區的養分,而且他們扮演回收循環的角色。如果你把大魚抓走,所有那些養營養就從生態系統中被移除」。

聖地牙哥生態多樣性中心以及佛羅里達Smithsonian Marine Station at Fort Pierce的研究人員共同進行了這個研究。他們調查了43個加勒比海珊瑚礁地區的110個地點和143種魚。這些地點有著不同程度的漁業活動,從海洋保護區的零魚業,到幾乎已經沒有大魚的重度捕撈地點。

他們發現有大魚存在的珊瑚礁,營養成分就比較高,沒有大魚的地點,養分少了幾乎1/2,包含影響珊瑚礁存活的磷和氮。「這樣研究有助於了解漁業影響珊瑚礁生態環境的另一個途徑」。

研究人員認為,導致珊瑚礁地區魚的種類變少的原因不是漁撈作業,而是大魚的排泄物和養分的減少。

魚的尿液裡含有磷,而氮則會從他們的腮排放出來,這些都是珊瑚礁需要的養分。

研究者 Allgeier花了4年的時間測量魚的尿液和身體組織中的營養。他抓了數百隻魚,把牠們放進塑膠袋30分鐘,然後測量水中營養成分的改變。他發現氮會隨著魚的大小而改變,無論是甚麼魚;而且肉食性的魚,尿液中的磷比食草性魚來得高。

根據這項研究,限制珊瑚礁地區大型魚類捕捉,有助於恢復萎縮中的珊瑚礁。