拖网渔船破坏海底微生物

拖网搅动沉积物导致微生物去除较少的氮。过多的营养会损害水质。资料来源:英戈·瓦格纳/图片联盟

沿着海床拖网捕捞海鲜的渔船会不加区别地伤害海洋生物并破坏它们的栖息地。现在，一项新的研究表明，拖网渔船也可能损害海底微生物从沿海水域清除过量营养物的能力，从而加剧海洋污染。

"这是第一篇研究拖网捕捞实际生物地球化学效应的论文."加州大学河滨分校的海洋生物地球化学专家塞巴斯蒂安·范·德·维尔德没有参与这项研究，他说:“整个研究有一个非常新颖的视角。”

氮是水生植物的重要营养物，如藻类和被称为浮游植物的微藻。然而，由于不当处理的污水或农田流失的肥料被冲入海中，过量的氮会刺激所谓的“藻华”。太多的海藻会引起麻烦，比如被船只的螺旋桨缠住，在沙滩上腐烂。当藻类在水中死亡时，情况会变得更糟——分解藻类的微生物会吞噬氧气，形成死亡地带，窒息鱼类和其他海洋生物。

海底沉积物中的微生物可以通过将多余的氮转化为释放到大气中的惰性气体来帮助解决这个问题。但是拖网渔船会干涉吗？

为了找到答案，澳大利亚南十字星大学的生物地球化学家布拉德利·爱和他的同事在该国的莫顿湾进行了一项实验。

研究小组选择了靠近一条向海湾输送氮气的河流的三个地点。在一年的时间里，他们多次测量沉积物中的氮。这种气体是反硝化过程的最终产物，在反硝化过程中，沉积物顶部几厘米处的微生物分解富含氮的有机物。

这个过程需要一系列特殊的条件，因为一些生化反应需要氧气，而另一些则需要无氧。在海底，复杂的环境是由多种海洋动物的挖掘造成的，如甲壳动物、蛤和蠕虫。

接下来，爱和他的同事雇佣了一艘捕虾船。该船已获准在一个禁止拖网捕鱼的区域内的几个地点拖网捕鱼。然后潜水员潜入水中研究沉积物，测量微生物释放的氮。不出所料，拖网把海底的沉积物混在了一起。

该研究小组最近在《湖沼学和海洋学快报》上发表了一份报告，称与附近没有经历过拖网捕捞的地点相比，这一过程抹去了穴居动物创造的精细结构，阻碍了微生物的生长，减少了高达50%的氮排放。“这实际上是一个相当大的影响。”爱说。

范德费尔德同意了。"这完全改变了这些海底沉积物的功能."“这是拖网捕捞带来的一个主要问题，”他说。

爱和他的同事每3个月重复实验3次，最后观察到同样的效果。好消息是，每次拖网之后，穴居动物都会回来，为逆反硝化作用创造条件。一个令人担忧的迹象是，每条拖网比以前的拖网减少了更多的反硝化作用。这表明拖网捕捞造成的损害是持久的，但这一趋势在统计上并不显著。

这项研究的结果可能是保守的。由于水深只有4米，强烈的波浪会定期扰动沉积物，定期减少反硝化作用。爱认为，拖网捕捞可能对动物洞穴更稳定的深水中的反硝化作用产生相对较大的影响。然而，浅水中的反硝化总量可能更大，因为有更多的有机物。

很难说拖网捕捞对反硝化作用和水质有多大影响。爱和他的同事做了一些粗略的计算。假设拖网捕鱼发生在莫顿湾的一半，实验中测量到的最大影响是防止5477吨氮从水和沉积物中逸出。这相当于每年80%的氮从空气和陆地进入海湾。

爱说:“这仅仅显示了这项研究的潜在重要性。”爱丁堡赫里奥特大学的海洋生态学家玛丽娅·西贝拉说，这项新研究“无疑提供了一个重要的难题”。她补充说，鉴于拖网捕捞的规模，了解其对营养循环的影响是一项紧迫的任务。

相关论文信息:https://doi.org/10.1002/lol2.10150