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普吉特海湾（Puget Sound）位于美国华盛顿州西北部，毗邻加拿大不列颠哥伦比亚省的温哥华岛。它属于萨利什海（Salish Sea）的一部分，萨利什海是一个面积达6500平方英里的内海，是重要的经济、文化和生态区。普吉特湾作为一个人口密集区的内陆水道，以往，人们并不认为这里是鲨鱼的适宜栖息地。（上图：美国华盛顿州鱼类和野生动物管理局的丽莎·希利尔与一条扁头哈那鲨合影。摄影：杰西卡·舒尔特。图片来源：oregonstate.edu）近日，“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到，2024年7月初，美国俄勒冈州立大学的研究人员在普吉特湾首次科学确认了两种不同的鲨鱼品种，其中一种被列为极度濒危。这项研究发表在《海洋科学前沿》期刊上。此次发现，不仅为生物学家提供了重要的生态数据，也可能预示着普吉特湾这一重要内陆水道的生态环境发生了变化。该研究团队在普吉特湾南端捕获了扁头哈那鲨（Broadnose sevengill shark）和翅鲨（Soupfin shark），这两种鲨鱼的出现在这里，立即引起了科学家们的警觉。因为，鲨鱼作为海洋生态系统的重要组成部分，它们的数量和种群分布的变化能够反映生态系统的健康状况。扁头哈那鲨是一种顶级掠食者，身长可达近10英尺，具有七个鳃裂，而大多数鲨鱼仅有五个鳃裂。该物种在之前的观察记录中只有一次被确认出现，时间为2021年在华盛顿州的罗伯特斯角（Point Roberts）。但在2022年、2023年的为期十天的实地考察中，研究人员捕获了九只扁头哈那鲨，发现它们的活动范围比以往记录的距离远了超过190英里。此次捕获的扁头哈那鲨中，八只为雄性，最大的个体测量长度接近7英尺，而唯一的雌性则长约4英尺6英寸。扁头哈那鲨在这里的‘意外’现身，为该区域的海洋生态系统增添了新的变量。作为顶级掠食者，它们的到来将对当地食物链产生深远影响，或将引发一场生态系统的‘多米诺效应’。这一发现为研究者提供了一个绝佳的机会，可以深入探究顶级掠食者在维持生态平衡中的关键作用。从研究方法来看，这项研究是在2022年春夏、2023年夏冬季节开展的，研究团队在华盛顿州南普吉特湾的哈默斯利湾进行了现场研究。该区域水浅且水流快速，因此采样时间选在潮汐平静时。研究使用重型渔具杆和带浮标的掉线器进行捕捞，诱饵包括养殖的大西洋鲑、太平洋鲱以及机会性收集的鲑鱼尸体。掉线器上配有多只大号饵钩，确保有效捕捉鲨鱼。每30分钟检查一次掉线器以检测鲨鱼的存在，并记录GPS位置。捕获的鲨鱼在船边或岸边被测量、标记，并拍摄照片以供验证。此方法获得了相关机构的批准，确保了研究的科学性和规范性。（上图：在实地调查中，分别于奥克兰湾海域通过船只（A）和岸边（B）捕获的扁头哈那鲨。通过鳃的数量和斑点图案确认物种，并由华盛顿大学伯克博物馆鱼类学收藏馆（编号UW202515）进行了验证。图片来源：Schulte JM, Personius EM, Lowry D, Hillier L, McInturf AG and Chapple TK (2024)，https://doi.org/10.3389/fmars.2024.1430962）
而翅鲨，作为皱唇鲨科翅鲨属中唯一的现存物种，其身长可达6.5英尺，以其肝脏含有丰富的维生素A而被过度捕捞，尤其是在20世纪30~40年代曾经被大量的捕杀。尽管目前对其捕捞压力有所减轻，但翅鲨的数量恢复依然缓慢，并正考虑在美国《濒危物种法》下获得美国联邦政府的保护。翅鲨是全球温带水域的顶级掠食者，主要捕食头足类动物和各种鱼类，其迁徙距离可超过1000英里。（上图：美国俄勒冈州立大学的研究人员首次在萨利什海（南普吉特海湾）记录到了翅鲨的存在。摄影：戴夫·劳里（A）和麦迪·英格丽什（B）。图片来源：oregonstate.edu）以上所有捕获的鲨鱼都是在5月~8月期间捕捞到的，而在2023年9月至11月的采样中，未捕获到任何鲨鱼。所有鲨鱼在捕获后均被释放，并顺利游离了捕捞地点。此次发现的背景中，研究人员指出，普吉特湾在经历了2014~2015年的极端海洋热浪事件后，发生了显著的物种丰度和组成变化。这场被称为“热浪怪圈”（The Blob）的事件使得沙丁鱼成为普吉特湾主要的饵料鱼类，而翅鲨，则是其已知的掠食者之一。研究人员认为，翅鲨的出现可能与气候变化及其捕食资源的变化有关。这项研究不仅提升了对普吉特湾及其周边生态系统的信息，也突显了对这些重要鲨鱼物种进行持续监测的必要性。科学家们期待未来进一步的研究能够揭示这些物种在新的环境下的角色以及它们与其他受保护物种（如鲑鱼）的关系。上图：（A）美国华盛顿州西北部和加拿大南部之间的萨利什海，以及（B）该区域内历史记录和近期发现的扁头哈那鲨分布位置图。其中，（B）图是萨利什海内先前报道的扁头哈那鲨分布位置的放大图，而（C）图展示了本次研究在哈默斯利海峡和奥克兰湾的新发现。黄色圆圈标示的是本研究之前该区域内唯一经验证的记录，位于华盛顿州的罗伯茨角。白色三角形表示华盛顿州威拉帕湾的一条佩戴声学标签的扁头哈那鲨被探测到的位置（Williams等，2012）。红色星号显示的是本次研究中记录到的新的捕获位置。黑色方框标示的是后续图块中的区域。图片来源：Schulte JM, Personius EM, Lowry D, Hillier L, McInturf AG and Chapple TK (2024)，https://doi.org/10.3389/fmars.2024.1430962感兴趣的“海洋与湿地”（OceanWetlands）读者可以参看该研究的全文：
Jessica M. Schulte, Ethan M. Personius, Dayv Lowry, Lisa Hillier, Alexandra G. McInturf, Taylor K. Chapple. Advancing the ecological narrative: documentation of broadnose sevengill sharks (Notorynchus cepedianus) in South Puget Sound, Washington, USA. Frontiers in Marine Science, 2024; 11 DOI: 10.3389/fmars.2024.1430962
“热浪怪圈”（The Blob）是指2013年秋季开始在北太平洋东部海域形成的一次异常海洋热浪现象。由于高压脊的出现，这种热浪抑制了正常的冬季风，使得海洋表面温度显著升高。随着时间的推移，这种温度异常逐渐扩展，最终形成了一个巨大的温度热点，被广泛称为“热浪怪圈”。
到2014年秋季，这一现象已经覆盖了从阿拉斯加湾到墨西哥下加利福尼亚的广泛区域，使得海洋表面温度比正常水平高出多达约4摄氏度。这一异常温度对海洋生态系统产生了深远的影响，甚至比同期预测的强厄尔尼诺现象造成的影响更为显著。
“热浪怪圈”引发了海洋生态系统的广泛变化。许多海洋生物的行为和分布发生了剧烈变化。例如，一些通常在夏季繁殖的鱼类开始在冬季繁殖，鲑鱼的迁徙路线也发生了改变。温带物种如金枪鱼和剑鱼出现了在其典型分布范围之外的情况。此外，2014年，科学家们在南加州海域发现了数十到数百只小型濒危玳瑁海龟。为了保护这些海龟，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）关闭了南加州海域的大面积区域，禁止使用可能缠绕海龟的漂流刺网。这一措施通常是在厄尔尼诺现象导致水温升高时采取的，但这次“热浪怪圈”的温度升高程度甚至与强厄尔尼诺现象相当或更高。
此外，“热浪怪圈”还导致了其他严重的生态问题。2015年，西海岸发生了前所未有的毒藻爆发，迫使西海岸的Dungeness蟹渔业停业，损失高达数百万美元。紧接着，海鸟大量死亡、鲸鱼缠绕在渔具中、鲑鱼数量锐减以及加州海狮幼崽因饥饿而漂流上岸等问题也随之出现。
上图：“热浪怪圈”的兴衰——美国国家海洋和大气管理局国家环境信息中心的海洋表面温度异常图。红色越深，温度就高于平均温度的程度越大。最深的红色表示比平均温度高约3摄氏度。图片来源：美国国家海洋和大气管理局（NOAA）这一事件的科学研究引发了大量论文，探讨了“热浪怪圈”现象的条件和影响。科学家们面临的关键问题是如何更好地识别和应对类似的海洋变化。他们需要考虑是否能够迅速识别未来可能出现的“热浪怪圈”或其他前所未见的变化。虽然2016年北太平洋的大部分区域有所降温，但海洋条件从未完全恢复到正常水平。当前，残留的热量仍然存在于海洋表面之下，这一事件对生态系统造成了显著的变化，挑战了传统的生态恢复模式。科学家们正在研究是否生态系统能够从这种极端变化中恢复，并思考未来是否会出现新的、不同的生态变化。
可见，目前上面这篇最新的论文，也是对于“热浪怪圈”事件的继续探讨，虽然说是基于新纪录到的两种鲨鱼。在全球气候变化的大背景下，上面的这篇最新的研究，也有助于科学家们重新审视和理解海洋生态的动态变化。
Q1. “热浪怪圈”导致的生态变化，如温带物种的迁移和毒藻爆发，是否揭示了我们对海洋食物链复杂性的理解存在缺陷？如何加强对海洋生态系统动态变化的研究，以提升我们对类似事件的预测和应对能力？如果这种极端的海洋热浪成为新的常态，我们应如何调整海洋管理和保护策略？
Q2. 扁头哈那鲨（Broadnose Sevengill Shark）和翅鲨（Soupfin Shark）在普吉特湾的出现是否反映了海洋环境的显著变化？这些鲨鱼在这个内海的出现，是否可能预示着生态系统的长期变化，尤其是它们可能对本地食物链和其他海洋物种产生的影响？考虑到扁头哈那鲨和翅鲨的不同栖息需求和食物习性，它们的出现是否揭示了普吉特湾及其周边水域中潜在的环境变化？这些鲨鱼的分布变化是否可以作为气候变化、或者其他环境变化的指示器？
Q3. 作为一个国外的案例，这个案例对我国海洋科学研究有没有借鉴的意义/或者说启发？如何通过这些系统预测和应对新物种的“入侵”和本地生态系统的潜在影响？如何综合考虑气候变化对海洋生态系统的影响，从而制定出适应性更强的管理策略？
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编译 | 王芊佳
编辑 | YJ
排版 | 绿叶
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【参考资料】
https://today.oregonstate.edu/news/two-shark-species-documented-puget-sound-first-time-oregon-state-researchers
https://www.sciencedaily.com/releases/2024/07/240726193208.htm
https://zh.wikipedia.org/zh-hans/%E5%A4%A7%E7%99%BD%E9%B2%A8
https://www.fisheries.noaa.gov/feature-story/looking-back-blob-record-warming-drives-unprecedented-ocean-change
https://media.fisheries.noaa.gov/dam-migration/blob_graphic_10162019_reduced.pdf
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