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加勒比入侵者邂逅切萨皮克:气候变化驱动下美国中大西洋海岸的海洋生物入侵与群落变迁
加勒比入侵者邂逅切萨皮克:气候变化驱动下美国中大西洋海岸的海洋生物入侵与群落变迁
为揭示全球变暖背景下海洋群落的快速变化,研究团队首次对美国中大西洋海岸10个码头开展快速评估调查(RAS),发现29种非本地物种(NIS)和16种来源不明物种,其中7种呈现加勒比入侵(Caribbean Creep)或切萨皮克入侵(Chesapeake Creep)的北扩现象。该研究为理解气候驱动的生物入侵机制提供了关键基线数据。
随着全球海洋持续变暖,美国中大西洋海岸正经历着前所未有的生态变革。这片海域的升温速度超过全球90%的海洋区域,导致底层水温显著上升,进而引发海洋群落结构的剧烈重组。在这片连接切萨皮克湾和纽约港的重要水域,持续涌入的外来物种与气候变化产生协同效应,形成了复杂的生态重构现象。然而令人惊讶的是,这片生物入侵热点区域此前竟从未进行过系统性调查。
乔治梅森大学环境科学与政策系的研究团队联合东卡罗莱纳大学、史密森尼环境研究中心等13家机构,在2023年6月开展了史上首次中大西洋海岸海洋生物入侵快速评估调查(RAS)。研究人员沿着弗吉尼亚至新泽西350公里的海岸线个码头的浮筒生物群落进行采样,通过形态学鉴定和DNA条形码技术,系统分析了141个物种的分布格局。这项发表在《Biological Invasions》的研究,不仅揭示了29种非本地物种(NIS)的分布现状,更首次记录了7种来自加勒比海和切萨皮克湾的气候移民物种向北扩张的现象。
研究采用快速评估调查(RAS)标准方法,在60分钟内完成每个站点的浮筒生物采样,通过现场视觉评估和实验室显微鉴定相结合,记录优势物种(覆盖度50%)。关键技术创新包括:使用COXI和16S rRNA基因进行DNA条形码鉴定,应用非度量多维标度(nMDS)分析群落相似性,并建立Bray-Curtis相似性矩阵进行聚类分析。所有样本均获得弗吉尼亚、马里兰等州的科学采集许可。
同时发现3种太平洋来源的NIS(如苔藓虫Tricellaria inopinata)向南扩散,显示物种正沿温度梯度双向扩张。
研究团队特别指出,Aiptaisogeton eruptaurantia等物种可能早已沿德尔马瓦半岛北扩,但因缺乏监测而被忽视。这种现象警示我们:许多气候驱动的生物入侵可能长期处于监测盲区。该成果不仅为海岸带管理提供科学依据,更凸显了在快速变化环境中持续开展基线调查的紧迫性。研究建立的RAS方法框架,未来可推广至全球其他升温显著的海域。