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海洋搭便车如何孵化外来入侵

了解航运路线如何带来非本地物种入侵的风险,这对全球各地的港口都构成了挑战。

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在我们日益全球化的世界里,被运输的不仅仅是商品——海洋生物也常常“搭便车”一同旅行。现在,科学家们已经开发出一个模型,可以预测哪些港口和航运路线最容易发生非本地物种入侵。

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由 Bernd Blasius 领导的德国奥尔登堡大学的研究人员,利用 2007 年至 2008 年期间三百万次航行的数据,研究了 1,400 个港口,并确定了最有可能发生入侵的港口。

入侵的解剖

货船在港口卸货后,会装载压载水以保持庞大船体在海上航行时的平衡。抵达新港口时,船会将之前港口装载的压载水卸载,这其中总是包含着各种小生物,如无脊椎动物及其幼体——水母、贻贝、鱼卵、植物和病原体。

根据航程的距离,这些压载水中的“搭便车者”可能是本地物种(如果两个港口距离很近),也可能是外来物种(如果港口距离很远)。通过在模型中输入港口之间的盐度差异(可能影响生物的生存能力)、各种水温、不同港口的压载水排放协议以及船只的大小,研究人员能够推断出最容易遭受入侵的港口。洛杉矶、纽约、长滩、香港和新加坡等交通繁忙的港口名列前茅,但温度也很重要:尽管北海的船流量很大,但北欧却“幸免于难”,因为其水温太冷,热带物种无法生存。

该模型已发表在《Ecology Letters》杂志上,也揭示了促进外来物种入侵的理想航程距离。航行距离在 5,000 到 6,000 英里之间的船只,其航程已超出本地物种的活动范围,因此,如果在上海捕获并在旧金山丢弃的生物,就被正式认定为外来物种。但这个航程也不长,不足以让该生物在途中死亡——它能够完好无损地到达目的地,并准备好入侵新家园。

该模型最强的验证来自研究人员将其预测结果与他们在其他地区收集的外来物种研究进行比较——特别是侧重于对旧金山湾的四项研究——令他们惊讶的是,他们的预测与同一港口已记录的外来入侵事件完全吻合。该模型还显示,通过过滤或臭氧化处理 25% 的压载水,可以将入侵物种减少 24%。

警示故事

有些臭名昭著的外来入侵物种,预示着压载水“搭便车者”的潜在后果:入侵性的栉水母,从美国水域被带到黑海,已在那里泛滥成灾,损害了渔业和旅游业。以在美国五大湖区泛滥而闻名的斑马贻贝,于 1988 年通过来自黑海的货物进入美国。

该模型将有助于改善入侵物种的缓解措施,因为它整合了航运信息,这在回想起来似乎显而易见,使我们能够追踪入侵物种的路径,并对易受入侵港口的压载水格外小心。这个研究小组接下来将把注意力转向在压载水中传播的疾病,例如霍乱,以及正在北极开辟的新航线是否会影响那里的本地物种。

图中的地图基于布里斯托大学 Michael Gastner 的图片。

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