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须鲸迁徙:从极地到热带的营养输送与海洋生态塑造

创作时间:
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@小白创作中心

须鲸迁徙:从极地到热带的营养输送与海洋生态塑造

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https://m.bilibili.com/opus/1043255261389651992

海洋是地球上最广阔的生命摇篮,而须鲸作为海洋中体积最大的哺乳动物,以其惊人的迁徙行为和独特的生活习性,成为了海洋生态系统中不可或缺的重要组成部分。最近发表在《自然·通讯》上的一项研究揭示:迁徙的须鲸能够将高纬度地区的营养物质运输到热带和亚热带生态系统中,这一过程不仅展示了须鲸在海洋生态中的关键角色,还为理解海洋生态系统的物质循环和能量流动提供了新的视角。

须鲸的迁徙之旅

须鲸的迁徙行为是哺乳动物中最壮观的长距离旅行之一。许多须鲸种类会在夏季前往高纬度地区觅食,然后在冬季迁徙到低纬度的繁殖地。例如,南半球的座头鲸(Humpback whale)会在南极附近的觅食区和热带及亚热带的繁殖地之间迁徙,单程距离可达约8300公里;灰鲸(Eschrichtius robustus)在其位于俄罗斯附近的觅食地和墨西哥下加利福尼亚的繁殖地之间往返迁徙,单程迁徙距离可达11000公里以上。这些迁徙路线因鲸鱼的种类和种群而存在差异,许多须鲸会表现出对繁殖地和觅食地的忠诚性。

须鲸的迁徙不仅仅是地理上的移动,更是能量和营养物质的搬运过程。夏季,它们在高纬度觅食地储存能量,以应对迁徙、繁殖和哺乳期间的能量消耗。尽管一些须鲸,如在加利福尼亚湾的座头鲸和蓝鲸会在冬季觅食,但大多数须鲸在冬季和迁徙期间会禁食,导致体重显著下降。这种能量储备和消耗的模式使得须鲸能够在缺乏丰富的食物资源的热带和亚热带的繁殖地中完成繁殖和哺乳,同时为幼鲸提供足够的营养支持。

须鲸迁徙的生态意义

须鲸迁徙的生态意义远不止于个体的生存和繁殖。它们通过迁徙将高纬度地区的营养物质(如氮、磷等)运输到低纬度的繁殖地。这些营养物质通过尿液、粪便、乳汁以及鲸鱼尸体等形式释放到繁殖地的生态系统中。新生鲸鱼的胎盘和死亡幼鲸的尸体都会为繁殖地带来大量的营养物质。这种营养物质的运输被称为“鲸鱼传送带”,它对繁殖地的初级生产力和次级生产力有着显著的促进作用。

研究发现,须鲸是地球上已知的最大的长距离营养物质搬运者。以灰鲸、座头鲸和露脊鲸为例,这些物种每年会将约46512吨的生物量、4874吨的碳和3784吨的氮从高纬度地区运输到低纬度地区。这些营养物质的输入对繁殖地的生态系统产生了深远的影响。例如,在夏威夷群岛座头鲸国家海洋保护区,座头鲸每年在繁殖地释放的氮量相当于该地区通过上升流和对流混合获得的垂直氮通量的125%至175%。须鲸带来的营养物质在繁殖地的生态系统中扮演着如此重要的角色,甚至可能超过一些自然的营养物质输入过程。

须鲸迁徙的“漏斗效应”

鲸鱼在广阔的区域进食,但它们需要在相对有限的空间内找到配偶、繁殖和分娩。须鲸的繁殖地通常比觅食地小得多,因为它们要在繁殖地聚集,以保护幼鲸免受捕食者的攻击,提高繁殖成功率,并减少代谢成本。这种聚集行为使得营养物质和生物量在繁殖地高度集中。例如,北太平洋灰鲸在繁殖期间会聚集在墨西哥下加利福尼亚的几个小海湾中,其夏季觅食地的面积可能是繁殖地的46倍。这种“漏斗效应”不仅使得繁殖地的生态系统能够获得大量的营养物质输入,还可能对繁殖地的生态结构和功能产生深远的影响。“这就像收集树叶为你的花园堆肥一样,”研究人员说。

这是一头2001年在琼州海峡发现的死亡抹香鲸(spermwhale)。在历史上,这种鲸鱼的油脂在日本和欧洲曾被高价收购,用于油灯照明等用途。须鲸(baleen whale)的鲸须则曾被用于制作女士紧身胸衣和伞骨,但随着石油工业发现塑料这种副产品,鲸须最终被塑料取代。摄影:王敏幹(John MK Wong),摄于2001年 | 绿会融媒·“海洋与湿地”(OceanWetlands)

须鲸迁徙对生态系统的潜在影响

须鲸迁徙带来的营养物质输入对繁殖地的生态系统有着多方面的潜在影响。首先,这些营养物质可以刺激初级生产力的增加,从而促进浮游植物的生长。作为海洋生态系统中的基础生产者,浮游植物的增加可以为整个食物链提供更多的能量和物质基础。其次,须鲸的尸体为繁殖地的生态系统提供了大量的有机物质,这些有机物质可以支持深海生态系统和沿海物种的生存。例如,虎鲨等大型鲨鱼会以鲸鱼尸体为食,而鲸鱼尸体的分解过程也会释放大量的营养物质,进一步促进生态系统的物质循环。

须鲸迁徙对生态系统的影响还体现在其对生态系统的弹性和适应性的影响上。通过将高纬度地区的营养物质运输到低纬度地区,须鲸可能帮助繁殖地的生态系统更好地适应环境变化。在气候变化导致海洋温度升高和初级生产力下降的情况下,须鲸带来的营养物质输入可能有助于维持繁殖地生态系统的稳定性和生产力。

须鲸迁徙对生态系统有着重要的生态意义,但这一过程在过去几个世纪中受到了严重的干扰。商业捕鲸活动导致许多须鲸种群数量大幅下降,甚至一些种群已经灭绝。这不仅对须鲸的生存造成了威胁,也削弱了它们在海洋生态系统中的生态功能。但随着近年来保护措施的加强,一些须鲸种群已经开始恢复,它们在海洋生态系统中的生态功能也将逐渐恢复。

尽管如此,须鲸的未来仍然面临诸多挑战,气候变化导致的海洋温度升高、海冰减少和初级生产力下降将会影响须鲸的觅食和繁殖行为;人类活动如航运、渔业和海洋污染也可能对须鲸的生存和迁徙产生负面影响。

保护须鲸不仅是为了保护这一独特的物种,更是为了维护海洋生态系统的健康和稳定。须鲸是海洋生态系统中的重要组成部分,也是连接不同生态系统的关键纽带。通过加强保护措施和科学研究,我们可以为须鲸的生存和海洋生态系统的健康创造更好的条件。

注:本文仅代表资讯,供读者参考。文章不代表平台观点。

【本文的主要参考资料】

【海洋与湿地·小百科】

大湾区海洋生物数字文献库(Greater Bay Area Marine Biological Digital Library, 简称GMBDL)是全国第一个以视频图鉴为特色的海洋生物数据库,始于2022年,由大鹏半岛海洋图书馆(Dapeng Peninsula Marine Library)出品。大湾区海洋生物数字文献库通过长达2000多个小时的潜水拍摄积累而成,拍摄团队历经6年时间,专注于南海北岸海域,精心记录下海洋动物在日夜不同时间的行为、雌雄不同的体色以及冬夏不同的状态,还特别记录了深圳近十年来鲸豚搁浅等海洋大事,所采用的均是高清高帧率视频,确保了影像的高质量和细节展示。该数据库由国内权威分类学专家进行定种,目前已收入407种海洋生物,且物种数量仍在持续增加,目标是在两年内达到1000种,为海洋生物研究和保护等工作提供数字化资源支持。图源:©GMBDL

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