海带潜水员
澳大利亚的珊瑚占据了各大媒体的头条新闻，但该国以海藻为主的温带珊瑚礁至少同样重要且面临危险。斯蒂芬妮·斯通 (STEPHANIE STONE) 表示，现在他们终于得到了应有的修复重点。 图片 贾斯汀·吉利根
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天空是无瑕的蓝， 空气中充满了刺鼻的盐味、鱼味和略带腐臭的味道，海带几乎无处不在。
它在岩石海岸上形成又厚又滑的毯子。它挂在牛的无精打采的嘴里，它们被放开去吃营养丰富的漂流者。
海藻从由水藻拉动的拖车中溢出——当地人收集被冲上岸的海藻，并将其出售给岛上的海带加工厂，加工成饲料、肥料以及食品和美容产品成分。
在城里，褐藻布满了海藻工艺品店的过道，在那里它们被制成海马、杂草海龙和其他装饰性壁挂。
艺术家兼长期居民卡罗琳·基宁蒙斯 (Caroline Kininmonth) 甚至使用褶边叶子为芭比娃娃装置制作设计师礼服。在塔斯马尼亚西北海岸附近的金岛，海带如此普遍，以至于很难想象未来它可能不存在。
但该地区海带森林的前景并不明朗。
海带需要凉爽、营养丰富的水域才能生长，因此它对海洋变暖的反应通常并不乐观。长期暴露在较高温度下会削弱海藻的功能，减慢其生长速度，并阻碍其繁殖能力。
当暴风雨袭击受损的海带时，长长的藻绳经常从海底扯下。除了这些直接影响之外，海洋变暖还使得包括热带鱼和海胆在内的新食草动物迁入海带森林地区。
在某些情况下，特别是在其天敌被过度捕捞或狩猎的地区，这些入侵者可以在几个月内砍伐大片海带森林。
去年，由西澳大利亚大学 Thomas Wernberg 博士领导的一个科学家小组发表了一项研究，预测了大南礁 (GSR) 中 15 种最常见的海带和其他海藻物种对未来气候情景的反应，该礁面积为 27,413 平方公里。以海藻为主的澳大利亚海岸线一英里带，从布里斯班绕塔斯马尼亚延伸到卡尔巴里。
“即使在最乐观的情况下，到 30 年，这些物种预计也会因海洋变暖而失去现有面积的 100-2100%，”Wernberg 说。
在塔斯马尼亚，海洋变暖的速度比全球平均水平快四倍，情况已经很严峻。虽然沿海海水变暖对几种海带造成了严重影响，但巨型海带（Macrocystis Pyrifera）受到的打击最为严重。
在过去的 75 年里，该物种已经从塔斯马尼亚东部 95% 的原栖息地消失。
这种急剧下降 塔斯马尼亚大学的海洋生态学家 Craig Johnson 首次记录了这种现象，他比较了 1940 世纪 2011 年代至 XNUMX 年拍摄的航空照片，以追踪该物种不断缩小的范围。
但数十年来，许多以岛上沿海珊瑚礁为生的居民一直在讨论这个问题。
约翰逊从渔民那里听到了无数的故事，他们说水下森林曾经非常茂密，他们不得不在茂密的垫子上开凿通道，以避免弄脏螺旋桨。
现在，他说，这个“标志性且非常重要的沿海海洋群落基本上已经从塔斯马尼亚东海岸的大部分地区消失了。”
为了保护该国仅存的几片巨型海带林，澳大利亚政府于 2012 年将巨型海带森林列为濒临灭绝的海洋群落——这是该国以陷入困境而闻名的珊瑚礁尚未获得的首个此类称号。
水下摄影师贾斯汀·吉利根 (Justin Gilligan) 在悉尼北部长大，在 GSR 以海带为主的生态系统中学会了潜水，对于他来说，巨大的海带森林拥有一种特殊的魔力。
吉利根说：“你游过这些摇曳的巨型豆茎森林，因为水面上有一个巨大的漂浮树冠，所以下层植物实际上相当开放。” “你可以在 3D 模式下探索并进入叶子，这个阴暗、喜怒无常的黑暗世界充满了不寻常的生物。”
十多年前，吉利根在塔斯马尼亚南部伊格尔霍克颈 (Eaglehawk Neck) 海岸第一次体验了巨大的海带森林。他说，当时，城镇附近有几片健康的巨型海带森林，商业潜水经营者米克·巴伦（Mick Barron）定期带游客出去看看。
如今，那些森林都消失了。为了拍摄这个故事的巨型海藻，吉利根必须前往塔斯马尼亚南端并登上一艘由商业鲍鱼潜水员驾驶的船。
在那里，在太偏远而无法支持生态旅游的水域中，他发现自己独自一人，并对澳大利亚仅存的一些巨型海藻森林着迷。
从 25 年前一片茂盛的高大海藻森林，到今天的农作物生长不良，塔斯马尼亚东部的 GSR 因应对气候变化而经历了令人不安的转变。
剩下的少数土地为多样化且具有重要经济意义的物种提供了重要的食物、住所和繁殖地。
GSR，虽然广阔，是经典的隐藏宝藏。仅渔业和旅游业每年就带来超过 7 亿澳元的收入，并且距离大约 70% 的澳大利亚人只有很短的车程，人们可能会认为它的名气可以与大堡礁相媲美。
然而对于大多数人来说，它仍然很大程度上是看不见的，心不在焉的。直到 2016 年，包括克雷格·约翰逊 (Craig Johnson) 在内的多学科科学家团队发表论文主张其认可时，GSR 甚至还没有名字。
霍巴特附近。上图：不同寻常的是，像玛丽亚岛附近的这种海葵这样的南部游泳海葵是可以移动的。它们可以松开手，尽管笨拙地游到森林中的一块新海带上。
珊瑚礁的相对默默无闻和未被充分认识可能至少部分是由于定义它的生物体（海带和其他海藻）的低调品质。
这些东西会污染螺旋桨和公共海滩，如果你有足够的耐力在它所在的寒冷水域游泳，它们就会缠绕你的四肢。
与北部色彩迷幻的珊瑚邻居不同，大多数海藻（有数千种）是绿色和棕色的，偶尔是大胆的铁锈红色。
他们的许多同居者都穿着相配的衣服。尽管如此，尽管表面上看起来很谦虚，但低估和低估海藻及其支持的复杂而重要的生态系统将是——一直是——一个严重的错误。
海带和其他海藻不是植物。它们是大型藻类，与变形虫和粘霉菌属于同一大杂烩分类群，但比较是不可避免的。
像植物一样，它们进行光合作用。
它们具有叶状结构，称为叶片，可以捕获阳光并将其转化为可储存的碳水化合物。
称为固定器的根状结构将它们固定在底部。茎状结构，称为叶柄，将它们的叶片朝向太阳——就巨型海带而言，其生长速度惊人，达到每天 27 厘米。
与蕨类植物等简单植物一样，海藻通过向周围环境释放孢子来繁殖。
虽然海藻和植物之间的生理相似性值得注意，但功能上的相似性更为重要。
新南威尔士大学海洋生态学家阿德里亚娜·维尔格斯 (Adriana Vergés) 表示，就像雨林中的树木一样，海藻是它们世界的基础。
“他们支持整个生态社区，”她解释道。 “这包括数百种从这些海藻中获得庇护所、食物和栖息地的物种。”
GSR 的众多居民中包括超凡脱俗的动物，例如巨型乌贼和杂草海龙，吸引了来自世界各地的水肺潜水员。
灰护士鲨和斑点手鱼等濒临灭绝的物种也以珊瑚礁的水下森林为家。
尤其是经济上重要的物种，包括岩龙虾和鲍鱼——这两种无脊椎动物支撑着澳大利亚最重要的两个渔业，每年总价值约 357 亿澳元。对于像韦尔热斯和约翰逊这样花了几十年时间研究海藻及其衰退的科学家来说，这些生态系统的价值是不可否认的。
其中一些价值是经济价值，但 GSR 的内在价值很大程度上在于它所支持的物种的惊人多样性。
其中大部分多样性都是独一无二的。根据 2016 年主张承认和保护珊瑚礁的论文，30-60% 的珊瑚礁物种在地球上其他地方都找不到。
作者写道，地理隔离——这也是产生有袋类哺乳动物的因素——是金沙江沿岸拥有大量独特生物的部分原因。
但该地区的地质和气候条件也是如此——工业革命前的 50 万年里，这些环境因素一直保持着非常稳定的状态。
他们一天的工作开始了 日出前几个小时。当厚厚的、拥抱海洋的冷雾爬过塔斯马尼亚海盗湾的码头时，西蒙·沃利和肖恩·布卢姆菲尔德穿上了前几天尚未完全干燥的雨具，并将用过的装备装到船上。
当他们出发去检查前一天下午扔下的龙虾陷阱时，天空和海水都还是漆黑的，汹涌的海浪似乎是为了促使他们返回岸边。
但当太阳最终升起，在海湾周围崎岖不平、原始森林覆盖的悬崖上投射出温暖的光芒时，景色很快就变得不再那么令人生畏。 “这是一个美丽的醒来的地方，”吉利根说。
虽然海盗湾的水线以上和以下几乎风景如画，但其深度却越来越令人担忧。当沃利和布卢姆菲尔德开始拉起他们的罐子时，他们确实发现了南方岩龙虾挤在里面，尽管比他们以前预期的要少，而且更小。
然而，这些陷阱中还含有一些东部岩龙虾，这是一种从未冒险进入塔斯马尼亚南部的温水物种。他们的收获是渔业变化的缩影。
塔斯马尼亚大学科学家 2015 年的一项研究表明，当南方岩龙虾幼虫降落在海藻森林中而不是贫瘠的栖息地时，它们的定居成功率明显更高，被捕食率也更低。
随着海带森林的消失，塔斯马尼亚本土龙虾的数量减少也就不足为奇了。虽然温暖的海水允许东部岩龙虾进入该地区，但该物种也在退化的栖息地中挣扎。
岩龙虾渔业并不是唯一因海洋变暖而遭受损失的行业。近几十年来，澳大利亚南部的鲍鱼渔业受到气候变化的影响更为严重。
当处于比平常温暖的水域时，黑唇鲍鱼的新陈代谢率比正常情况下更高，能量储存也更低，这使得它们对压力的抵抗力较差。 2015 年和 2016 年持续的海洋热浪导致塔斯马尼亚南部和东南部海岸的数千只鲍鱼死亡。
此外，随着海带森林的减少和以海带为食的海胆的激增，鲍鱼受到了气候引起的额外打击。现在，贝类获得食物变得更加困难（因为海带是它们的主食），而且对有限热量的竞争突然变得更加激烈。这是一场鲍鱼很少能获胜的比赛。
现场实验表明，当长刺海胆进入海带森林时，鲍鱼会逃跑，在缝隙和缝隙中寻找庇护所，从而阻碍了它们的进食能力。
第一个长刺 海胆于 1978 年在塔斯马尼亚被发现。此后，该物种需要至少 12°C 的水温才能产卵，在塔斯马尼亚已激增至约 20 万只。
塔斯马尼亚大学科学家 Scott Ling 博士表示：“持续的气候变化使该地区越来越有利于长刺海胆的生存。”他在 2016 年和 2017 年领导了一项追踪入侵者扩散的大型调查工作。
当他的研究结束时，海胆已经将塔斯马尼亚东海岸约 15% 的地区变成了贫瘠之地，他称之为“没有其他海洋生物的水下沙漠”。他预测，在没有任何干预的情况下，这些荒地的面积将在未来两年内扩大一倍，占据海岸线的近三分之一。
Ling 和其他人正在测试和实施一系列广泛的顽固缓解策略，以避免出现这种令人不安的结果。他们的努力涵盖了从 lo-tec（让鲍鱼和志愿潜水员手工从海带森林中捕捞海胆，并发展海胆鱼子渔业）到 hi-tec（测试能够自动检测和消灭海胆的水下无人机）等各个领域。
讽刺的是，他们的武器库中最有前途的工具可能是与黑唇鲍鱼一起挣扎的物种：南方岩龙虾。在塔斯马尼亚，大型岩龙虾是长刺海胆的主要捕食者，在它们的种群健康的地方，它们可以成为高效的海带森林守护者。
实地研究表明，即使在入侵海胆到达某个地区后，大量的岩龙虾也可以防止荒地的形成。
科学家们现在提倡降低对岩龙虾的商业和娱乐捕捞限制，并且他们启动了一项圈养饲养计划，旨在增加塔斯马尼亚东部的龙虾数量。
总的来说，这些努力可能会给仅存的巨型海带森林及其所支持的宝贵渔业带来生存的机会。但解决海胆挑战并不足以支持这个陷入困境的生态系统。
除了努力保护仍然存在的海带森林遗迹之外，科学家们还致力于制定战略，以应对持续的气候变化，恢复贫瘠的栖息地。从悉尼到塔斯马尼亚南端，他们开始将海带和其他海藻物种带回退化的栖息地。
四年前， 塔斯马尼亚大学的 Craig Johnson 和同事发起了一项雄心勃勃的计划，将健康的普通海带移植到玛丽亚岛和塔斯马尼亚东部大陆之间超过一公顷的贫瘠海底，煞费苦心地将 500 个成熟个体固定在 28 个人工鱼礁上。
他们对这些斑块进行了 18 个月的监测，研究海带的生长和繁殖成功率，并记录了被吸引到其手工栖息地的其他生物体的存在情况。他们的发现强调了海带作为生态系统工程师的重要性，并为未来恢复退化海带栖息地的大规模努力提供了重要见解。
六周内，该团队移植的海带斑块上就挤满了各种动物和其他藻类物种。
在监测潜水时，科学家们经常看到令人惊奇的野生动物目击事件，例如毛利人之间的互动 章鱼 和一支蜘蛛蟹大军。
“这很让人想起那部电影的台词：‘如果你建造了它，他们就会来’，”与约翰逊一起工作的研究员凯恩·雷顿博士说。
每个移植斑块都吸引了不同的物种，但在支持未来几代海带方面，测试森林并不都同样成功。
“我们了解到的主要内容之一是，海带斑块必须存在一个关键的最小斑块尺寸和密度才能自我维持，”雷顿说。 “在成年海带不足的地方，幼年海带很难生存——我们认为这是因为成年海带有助于减少环境压力，例如强光和沉积。”
为了可行和有效，未来的海带恢复工作必须能够自我维持。根据对普通海带的研究，科学家们现在至少知道了实现这一目标需要采取哪些措施。
GSR 的其他局部修复工作也丰富了这一知识体系。就在悉尼附近，阿德里亚娜·韦尔热斯 (Adriana Vergés) 领导的一个团队移植了另一种曾经丰富但现在正在减少的海藻物种的自给自足种群，她将这一行动称为“小龙虾行动”(Operation Crayweed)。
她的团队几年前附着在大片贫瘠海底的肥沃的成年小龙虾现在已经消失了，但它们的后代却繁衍生息，并蔓延到新的地形上。
与雷顿和约翰逊一样，韦尔热斯了解到最小恢复斑块尺寸对于成功至关重要，部分原因是为了帮助她的移植物承受来自海胆等食草动物的放牧压力。值得注意的是，她还学会了如何将小龙虾的繁殖率提高到明显高于天然珊瑚礁的水平。
“我们认为，我们恢复的小龙虾遗址具有如此惊人的高繁殖率的原因之一与恢复过程本身有关，”韦尔热斯说。 “众所周知，将海藻从水中取出，保持干燥 1-2 小时，然后将它们重新浸入海洋的过程可以刺激卵子和精子的释放。”
大多数科学家指出，过去悉尼在城市快速发展期间的水污染是该地区小龙虾数量减少的驱动因素。
该市的水质有所改善，因此韦尔热斯正在将海藻移植到相对健康的环境中。
再往南，人们已经感受到了气候变化的影响，而且预计未来会特别严重，像约翰逊和雷顿这样的科学家就没有这样的奢侈了。
莱顿说，短期内改变这些气候条件是不可能的，因此他们需要集中精力移植能够耐受温暖、营养贫乏的水域的海带。
塔斯马尼亚大学和气候基金会于 11 月发起了一项新计划，旨在识别和培育更能适应海洋变暖的巨型海带个体。
包括 Johnson 和 Layton 在内的团队计划在 100 平方米的试验田中种植这些“超级海带”标本，手动清除移入的海胆以限制其损害。在他们的地块内，他们将寻找能够承受该地区预测的未来条件的个体。
事实是95% 塔斯马尼亚东部的巨大海带森林已经消失，这可能会让他们的努力显得徒劳。但在另外 5% 中，科学家们看到了希望。
“奇怪的是，剩下的 5% 的个体似乎相当健康，它们以单个海带个体的形式沿着海岸散布，或者偶尔以小块形式散布，”Layton 说。
“因此，我们乐观地认为，我们可以从这些残留的巨型海带中识别和培养耐温水的基因型，并将其作为有效和大规模恢复工作的基础。”
扭转气候变化是解决这些宝贵的生态系统正在经历的大部分退化的最终解决方案，
但创新的修复方法至少可以为他们和我们赢得宝贵的时间。
