海帶潛水員
澳洲的珊瑚佔據了各大媒體的頭條新聞，但該國以海藻為主的溫帶珊瑚礁至少同樣重要且面臨危險。史蒂芬妮·斯通 (STEPHANIE STONE) 表示，現在他們終於得到了應有的修復重點。 攝影 賈斯汀·吉利根
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天空是無瑕的藍， 空氣中充滿了刺鼻的鹽味、魚味和略帶腐臭的味道，海帶幾乎無處不在。
它在岩石海岸上形成又厚又滑的毯子。它掛在牛的無精打采的嘴裡，它們被放開去吃營養豐富的漂流者。
海藻從水藻拉動的拖車中溢出——當地人收集被沖上岸的海藻，並將其出售給島上的海帶加工廠，加工成飼料、肥料以及食品和美容產品成分。
在城裡，褐藻佈滿了海藻工藝品店的過道，在那裡它們被製成海馬、雜草海龍和其他裝飾性壁掛。
藝術家兼長期居民卡洛琳·基寧蒙斯 (Caroline Kininmonth) 甚至使用褶邊葉子為芭比娃娃裝置製作設計師禮服。在塔斯馬尼亞西北海岸附近的金島，海帶如此普遍，以至於很難想像未來它可能不存在。
但該地區海帶森林的前景並不明朗。
海帶需要涼爽、營養豐富的水域才能生長，因此它對海洋變暖的反應通常並不樂觀。長期暴露在較高溫度下會削弱海藻的功能，減慢其生長速度，並阻礙其繁殖能力。
當暴風雨襲擊受損的海帶時，長長的藻繩經常從海底扯下。除了這些直接影響之外，海洋暖化也使包括熱帶魚和海膽在內的新草食動物遷入海帶森林地區。
在某些情況下，特別是在其天敵被過度捕撈或狩獵的地區，這些入侵者可以在幾個月內砍伐大片海帶森林。
去年，由西澳大利亞大學Thomas Wernberg 博士領導的科學家團隊發表了一項研究，預測了大南礁(GSR) 中15 種最常見的海帶和其他海藻物種對未來氣候情景的反應，該礁面積為27,413平方公里。以海藻為主的澳洲海岸線一英里帶，從布里斯班繞塔斯馬尼亞延伸到卡爾巴里。
「即使在最樂觀的情況下，到 30 年，這些物種預計也會因海洋變暖而失去現有面積的 100-2100%，」Wernberg 說。
在塔斯馬尼亞，海洋暖化的速度比全球平均快四倍，情況已經很嚴峻。雖然沿海海水變暖對幾種海帶造成了嚴重影響，但巨型海帶（Macrocystis Pyrifera）受到的打擊最為嚴重。
在過去的 75 年裡，該物種已從塔斯馬尼亞東部 95% 的原始棲息地消失。
這種急劇下降 塔斯馬尼亞大學的海洋生態學家 Craig Johnson 首次記錄了這種現象，他比較了 1940 世紀 2011 年代至 XNUMX 年拍攝的航空照片，以追蹤該物種不斷縮小的範圍。
但數十年來，許多以島上沿海珊瑚礁為生的居民一直在討論這個問題。
約翰遜從漁民那裡聽到了無數的故事，他們說水下森林曾經非常茂密，他們不得不在茂密的墊子上開鑿通道，以避免弄髒螺旋槳。
現在，他說，這個“標誌性且非常重要的沿海海洋群落基本上已經從塔斯馬尼亞東海岸的大部分地區消失了。”
為了保護該國僅存的幾片巨型海帶林，澳洲政府於2012 年將巨型海帶森林列為瀕臨滅絕的海洋群落——這是該國以陷入困境而聞名的珊瑚礁尚未獲得的首個此類稱號。
水下攝影師賈斯汀·吉利根 (Justin Gilligan) 在雪梨北部長大，在 GSR 以海帶為主的生態系統中學會了潛水，對他來說，巨大的海帶森林擁有一種特殊的魔力。
吉利根說：“你遊過這些搖曳的巨型豆莖森林，因為水面上有一個巨大的漂浮樹冠，所以下層植物實際上相當開放。” “你可以在 3D 模式下探索並進入葉子，這個陰暗、喜怒無常的黑暗世界充滿了不尋常的生物。”
十多年前，吉利根在塔斯馬尼亞南部伊格爾霍克頸 (Eaglehawk Neck) 海岸第一次體驗了巨大的海帶森林。他說，當時，城鎮附近有幾片健康的巨型海帶森林，商業潛水經營者米克·巴倫（Mick Barron）定期帶遊客出去看看。
如今，那些森林都消失了。為了拍攝這個故事的巨型海藻，吉利根必須前往塔斯馬尼亞南端並登上一艘由商業鮑魚潛水員駕駛的船。
在那裡，在太偏遠而無法支持生態旅遊的水域中，他發現自己獨自一人，並對澳洲僅存的一些巨型海藻森林著迷。
從 25 年前一片茂盛的高大海藻森林，到今天的農作物生長不良，塔斯馬尼亞東部的 GSR 因應對氣候變遷而經歷了令人不安的轉變。
剩下的少數土地為多樣化且具有重要經濟意義的物種提供了重要的食物、住所和繁殖地。
GSR，雖然廣闊，是經典的隱藏寶藏。光是漁業和旅遊業每年就帶來超過 7 億澳元的收入，並且距離大約 70% 的澳洲人只有很短的車程，人們可能會認為它的名氣可以與大堡礁相媲美。
然而對大多數人來說，它仍然很大程度上是看不見的，心不在焉的。直到 2016 年，包括克雷格·約翰遜 (Craig Johnson) 在內的多學科科學家團隊發表論文主張其認可時，GSR 甚至還沒有名字。
霍巴特附近。上圖：不同尋常的是，像瑪麗亞島附近的這種海葵這樣的南部游泳海葵是可以移動的。它們可以鬆開手，儘管笨拙地游到森林中的一塊新海帶上。
珊瑚礁的相對默默無聞和未被充分認識可能至少部分是由於定義它的生物體（海帶和其他海藻）的低調品質。
這些東西會污染螺旋槳和公共海灘，如果你有足夠的耐力在它所在的寒冷水域游泳，它們就會纏繞你的四肢。
與北部色彩迷幻的珊瑚鄰居不同，大多數海藻（有數千種）是綠色和棕色的，偶爾是大膽的鐵鏽紅色。
他們的許多同居者都穿著相配的衣服。儘管如此，儘管表面上看起來很謙虛，但低估和低估海藻及其支持的複雜而重要的生態系統將是——一直是——一個嚴重的錯誤。
海帶和其他海藻不是植物。它們是大型藻類，與變形蟲和黏黴菌屬於同一大雜燴分類群，但比較是不可避免的。
像植物一樣，它們進行光合作用。
它們具有葉狀結構，稱為葉片，可以捕獲陽光並將其轉化為可儲存的碳水化合物。
稱為固定器的根狀結構將它們固定在底部。莖狀結構，稱為葉柄，將它們的葉片朝向太陽——就巨型海帶而言，其生長速度驚人，達到每天 27 公分。
與蕨類植物等簡單植物一樣，海藻會透過向周圍環境釋放孢子來繁殖。
雖然海藻和植物之間的生理相似性值得注意，但功能上的相似性更為重要。
新南威爾斯大學海洋生態學家阿德里亞娜·維爾格斯 (Adriana Vergés) 表示，就像雨林中的樹木一樣，海藻是它們世界的基礎。
「他們支持整個生態社區，」她解釋道。 “這包括數百種從這些海藻中獲得庇護所、食物和棲息地的物種。”
GSR 的眾多居民中包括超凡脫俗的動物，例如巨型烏賊和雜草海龍，吸引了來自世界各地的水肺潛水員。
灰護士鯊和斑點手魚等瀕臨滅絕的物種也以珊瑚礁的水下森林為家。
尤其是經濟上重要的物種，包括岩龍蝦和鮑魚——這兩種無脊椎動物支撐著澳洲最重要的兩個漁業，每年總價值約 357 億澳元。對於像韋爾熱斯和約翰遜這樣花了幾十年研究海藻及其衰退的科學家來說，這些生態系統的價值是不可否認的。
其中一些價值是經濟價值，但 GSR 的內在價值很大程度上在於它所支持的物種的驚人多樣性。
其中大部分多樣性都是獨一無二的。根據 2016 年主張承認和保護珊瑚礁的論文，30-60% 的珊瑚礁物種在地球上其他地方都找不到。
作者寫道，地理隔離——這也是產生有袋類哺乳動物的因素——是金沙江沿岸擁有大量獨特生物的部分原因。
但該地區的地質和氣候條件也是如此——工業革命前的 50 萬年裡，這些環境因素一直保持著非常穩定的狀態。
他們一天的工作開始了 日出前幾個小時。當厚厚的、擁抱海洋的冷霧爬過塔斯馬尼亞海盜灣的碼頭時，西蒙·沃利和肖恩·布魯姆菲爾德穿上了前幾天尚未完全乾燥的雨具，並將用過的裝備裝到船上。
當他們出發去檢查前一天下午扔下的龍蝦陷阱時，天空和海水都還是漆黑的，洶湧的海浪似乎是為了促使他們返回岸邊。
但當太陽最終升起，在海灣周圍崎嶇不平、原始森林覆蓋的懸崖上投射出溫暖的光芒時，景色很快就變得不再那麼令人生畏。 “這是一個醒來的美麗地方，”吉利根說。
雖然海盜灣的水線以上和水下風景如畫，但其深度卻越來越令人擔憂。當沃利和布魯姆菲爾德開始拉起他們的罐子時，他們確實發現了南方岩龍蝦擠在裡面，儘管比他們以前預期的要少，而且更小。
然而，這些陷阱中還含有一些東部岩龍蝦，這是一種從未冒險進入塔斯馬尼亞南部的溫水物種。他們的收穫是漁業變化的縮影。
塔斯馬尼亞大學科學家 2015 年的一項研究表明，當南方岩龍蝦幼蟲降落在海帶森林中而不是貧瘠的棲息地時，它們的定居成功率明顯更高，被捕食率也更低。
隨著海帶森林的消失，塔斯馬尼亞原生龍蝦的數量減少也就不足為奇了。雖然溫暖的海水允許東部岩龍蝦進入該地區，但該物種也在退化的棲息地中掙扎。
岩龍蝦漁業並不是唯一因海洋暖化而遭受損失的行業。近幾十年來，澳洲南部的鮑魚漁業受到氣候變遷的影響更為嚴重。
當處於比平常溫暖的水域時，黑唇鮑魚的新陳代謝率比正常情況下更高，能量儲存也更低，這使得它們對壓力的抵抗力較差。 2015 年和 2016 年持續的海洋熱浪導致塔斯馬尼亞南部和東南部海岸的數千隻鮑魚死亡。
此外，隨著海帶森林的減少和以海帶為食的海膽的激增，鮑魚受到了氣候引起的額外打擊。現在，貝類取得食物變得更加困難（因為海帶是它們的主食），而且對有限熱量的競爭突然變得更加激烈。這是一場鮑魚很少能獲勝的比賽。
現場實驗表明，當長刺海膽進入海帶森林時，鮑魚會逃跑，在縫隙和縫隙中尋找庇護所，從而阻礙了它們的進食能力。
第一個長刺 海膽於 1978 年在塔斯馬尼亞被發現。此後，該物種需要至少 12°C 的水溫才能產卵，在塔斯馬尼亞已激增至約 20 萬隻。
塔斯馬尼亞大學科學家Scott Ling 博士表示：「持續的氣候變遷使該地區越來越有利於長刺海膽的生存。」他在2016 年和2017 年領導了一項追蹤入侵者擴散的大型調查工作。
當他的研究結束時，海膽已經將塔斯馬尼亞東海岸約 15% 的地區變成了貧瘠之地，他稱之為「沒有其他海洋生物的水下沙漠」。他預測，在沒有任何干預的情況下，這些荒地的面積將在未來兩年內擴大一倍，佔據海岸線的近三分之一。
Ling 和其他人正在測試和實施一系列廣泛的頑固緩解策略，以避免這種令人不安的結果。他們的努力涵蓋了從lo-tec（讓鮑魚和志願潛水員手工從海帶森林中捕撈海膽，並發展海膽魚子漁業）到hi-tec（測試能夠自動檢測和消滅海膽的水下無人機）等各個領域。
諷刺的是，他們的武器庫中最有前途的工具可能是與黑唇鮑魚一起掙扎的物種：南方岩龍蝦。在塔斯馬尼亞，大型岩龍蝦是長刺海膽的主要掠食者，在它們的族群健康的地方，它們可以成為高效率的海帶森林守護者。
實地研究表明，即使在入侵的海膽到達某個地區之後，大量的岩龍蝦也可以防止荒地的形成。
科學家現在提倡降低岩龍蝦的商業和娛樂捕撈限制，並且他們啟動了一項圈養飼養計劃，旨在增加塔斯馬尼亞東部的龍蝦數量。
總的來說，這些努力可能會為僅存的巨型海帶森林及其所支持的寶貴漁業帶來生存的機會。但解決海膽挑戰並不足以支持這個陷入困境的生態系統。
除了努力保護仍然存在的海帶森林遺跡之外，科學家們還致力於制定策略，以應對持續的氣候變化，恢復貧瘠的棲息地。從雪梨到塔斯馬尼亞南端，他們開始將海帶和其他海藻物種帶回退化的棲息地。
四年前， 塔斯馬尼亞大學的Craig Johnson 和同事發起了一項雄心勃勃的計劃，將健康的普通海帶移植到瑪麗亞島和塔斯馬尼亞東部大陸之間超過一公頃的貧瘠海底，煞費苦心地將500 個成熟個體固定在28 個人工魚礁上。
他們對這些斑塊進行了 18 個月的監測，研究海帶的生長和繁殖成功率，並記錄了被吸引到其手工棲息地的其他生物體的存在情況。他們的發現強調了海帶作為生態系統工程師的重要性，並為未來恢復退化海帶棲息地的大規模努力提供了重要見解。
六週內，團隊移植的海帶斑塊擠滿了各種動物和其他藻類物種。
在監測潛水時，科學家經常看到令人驚奇的野生動物目擊事件，例如毛利人之間的互動 章魚 和一支蜘蛛蟹大軍。
“這很讓人想起那部電影的台詞：’如果你建造了它，他們就會來’，”與約翰遜一起工作的研究員凱恩·雷頓博士說。
每個移植斑塊都吸引了不同的物種，但在支持未來幾代海帶方面，測試森林並不都同樣成功。
「我們了解到的主要事情之一是，海帶斑塊必須存在一個關鍵的最小斑塊尺寸和密度才能自我維持，」雷頓說。 「在成年海帶不足的地方，幼年海帶很難生存——我們認為這是因為成年海帶有助於減少環境壓力，例如強光和沈積。”
為了可行和有效，未來的海帶復原工作必須能夠自我維持。根據對普通海帶的研究，科學家現在至少知道了實現這一目標需要採取哪些措施。
GSR 的其他局部修復工作也豐富了這個知識體系。就在雪梨附近，阿德里亞娜·韋爾熱斯(Adriana Vergés) 領導的一個團隊移植了另一種曾經豐富但現在正在減少的海藻物種的自給自足種群，她將這一行動稱為「小龍蝦行動」(Operation Crayweed)。
她的團隊幾年前附著在大片貧瘠海底的肥沃的成年小龍蝦現在已經消失了，但它們的後代卻繁衍生息，並蔓延到新的地形上。
與雷頓和約翰遜一樣，韋爾熱斯了解到最小恢復斑塊尺寸對於成功至關重要，部分原因是為了幫助她的移植物承受來自海膽等食草動物的放牧壓力。值得注意的是，她還學會如何將小龍蝦的繁殖率提高到明顯高於天然珊瑚礁的水平。
「我們認為，我們恢復的小龍蝦遺址具有如此驚人的高繁殖率的原因之一與恢復過程本身有關，」韋爾熱斯說。 「眾所周知，將海藻從水中取出，保持乾燥 1-2 小時，然後將它們重新浸入海洋的過程可以刺激卵子和精子的釋放。”
大多數科學家指出，雪梨過去在城市快速發展期間的水污染是該地區小龍蝦數量減少的驅動因素。
該市的水質有所改善，因此韋爾熱斯正在將海藻移植到相對健康的環境中。
再往南，人們已經感受到了氣候變遷的影響，而且預計未來會特別嚴重，像約翰遜和雷頓這樣的科學家就沒有這樣的奢侈了。
萊頓說，短期內改變這些氣候條件是不可能的，因此他們需要集中精力移植能夠耐受溫暖、營養貧乏的水域的海帶。
塔斯馬尼亞大學和氣候基金會於 11 月發起了一項新計劃，旨在識別和培育更能適應海洋變暖的巨型海帶個體。
包括 Johnson 和 Layton 在內的團隊計劃在 100 平方米的試驗田中種植這些「超級海帶」標本，手動清除移入的海膽以限制其損害。在他們的地塊內，他們將尋找能夠承受該地區預測的未來條件的個體。
事實是95% 塔斯馬尼亞東部的巨大海帶森林已經消失，這可能會讓他們的努力顯得徒勞無功。但在另外 5% 中，科學家們看到了希望。
「奇怪的是，剩下的 5% 的個體似乎相當健康，它們以單一海帶個體的形式沿著海岸散佈，或偶爾以小塊形式散佈，」Layton 說。
“因此，我們樂觀地認為，我們可以從這些殘留的巨型海帶中識別和培養耐溫水的基因型，並將其作為有效和大規模恢復工作的基礎。”
扭轉氣候變遷是解決這些寶貴的生態系統正在經歷的大部分退化的最終解決方案，
但創新的修復方法至少可以為他們和我們贏得寶貴的時間。
