加勒比海的珊瑚礁正因氣候變遷、疾病和大型藻類過度生長等多重壓力而衰退。健康的草食動物族群對珊瑚礁的恢復至關重要，因為它們有助於抑制藻類生長，使珊瑚得以繁衍生息。當草食動物缺失或數量耗盡時，珊瑚修復工作往往會失敗。本篇綜述探討了海水養殖（即養殖海洋生物）的潛力，以及對加勒比海地區三種主要食草動物群體——魚類、海膽和螃蟹——進行放養的潛力。
魚類
自 1980 世紀 XNUMX 年代長刺海膽災難性滅絕以來，魚類，尤其是鸚嘴魚和刺尾魚，已成為加勒比海珊瑚礁的主要食草動物 Diadema antillarum 由於疾病。然而，透過海水養殖來管理珊瑚魚族群因其複雜的生命週期而受到限制。收集和飼養幼魚（後期幼體）以增加食草魚類數量顯示出一定的未來解決方案潛力，但仍處於起步階段。海洋保護區（MPA）和禁止捕撈食草魚類仍然是增加魚類生物量、放牧率和珊瑚補充的關鍵管理解決方案。
海膽
Diadema antillarum 是一種強大的草食動物，但在加勒比地區也曾發生過大規模死亡事件，最近一次發生在 2022 年。其他海膽，如 綠棘魚 也能吃藻類，但需要高密度才能有效，而且可能透過生物侵蝕造成損害。海膽海水養殖前景廣闊： diadema 可以在圈養環境中繁殖，產出大量卵，並且可以可靠地誘導產卵。然而，由於它們對水質和營養需求的敏感性，幼蟲的培育很困難。成功將重新放養的海膽保留在珊瑚礁中也一直存在問題，這取決於庇護所的可用性和捕食壓力等因素。輔助自然恢復等替代方法（包括在珊瑚礁中添加沉降結構（例如塑膠生物球））增加了補充量，儘管捕食仍然可能限制幼體和成體的生存。為了有效減少大型藻類，必須高密度放養海膽，因為它們的覓食活動有限。較大、較複雜的珊瑚礁通常比小塊珊瑚礁（<8 平方公尺）更能成功保留海膽。從野外採集後期幼體，然後在實驗室中開始培養並在幼體時釋放，這可能為實驗室飼養提供一種切實可行的替代方案。
螃蟹
草食性螃蟹，尤其是 棘鮫，最近被認為是另一種有效的藻類控制者。這些螃蟹會吃魚和海膽經常避開的大型藻類，它們比海膽更活躍，每克的吃草率比大多數鸚嘴魚都要高。然而，它們的整體有效性受到其低自然密度的限制。在佛羅裡達州的實驗中，放養螃蟹顯著減少了大型藻類覆蓋率，增加了珊瑚和魚類族群。這些螃蟹還能耐受溫暖、酸性條件，這使得它們在建構具有氣候適應力的珊瑚礁方面具有潛在價值。它們是最容易在實驗室、海水採石場或珊瑚礁網箱中培養的草食動物，幾乎不需要飼養。理想的放養密度及其對其他無脊椎動物的影響仍在研究中，但它們較小的活動範圍可能有助於確保它們留在珊瑚礁中。
海水養殖的考慮因素
大規模恢復珊瑚礁的放牧功能成本高且難以估算，但它有可能提高珊瑚修復的效率。美國國家海洋暨大氣總署（NOAA）的「使命：標誌性珊瑚礁」計畫估計，修復97公頃珊瑚礁需要10年時間，耗資27萬美元。其中，放牧動物的增值（例如， Diadema antillarum）預計耗資14萬美元，遠低於珊瑚修復（預計耗資61萬美元）。儘管成本較低，但食草動物海水養殖必須謹慎管理，以避免過度放牧、珊瑚被掠食、基因異常以及群落動態改變等生態風險。
氣候變遷可能會促進大型藻類的生長，並導致魚類體型減小，這使得無脊椎動物食草動物的作用更加關鍵。相關策略應將生態理解與氣候行動結合，優先保護野生族群，並採用適應性強、因地制宜的方法。建議將25%的大型藻類覆蓋率閾值作為加勒比地區珊瑚礁恢復的目標，但具體目標可能因地區而異。
對經理人的影響
- 繼續優先保護草食性魚類。 這些物種仍然是珊瑚礁復育的基石，並應繼續成為漁業管理和保護政策的重點。
- 利用無脊椎動物食草動物擴大恢復影響。 海水養殖和物種恢復 Diadema antillarum 以及 棘鮫 可以透過增強放牧壓力來補充草食性魚類。
- 確保食草動物群落的功能冗餘。 目標物種應包括多種物種，以便在一個物種減少時保持復原力。
- 在放牧前進行基線監測。 了解特定地點的特徵（例如庇護所的可用性、藻類覆蓋率和捕食者的存在）對於確定是否以及如何有效地放養食草動物至關重要。
- 制定決策支援框架。 修復從業者需要工具來估計需要放養哪些物種、以何種組合以及以何種密度放養，以最大限度地提高珊瑚礁的恢復力和成本效益。
- 將氣候變遷納入恢復規劃。 所有食草動物恢復和更廣泛的保護策略都必須考慮當前和未來的氣候壓力因素，這些壓力因素會加劇大型藻類的生長並降低自然放牧的有效性。
作者： 巴特勒、MJ、A. Duran、CJ Feehan、AR Harborne、A. Hylkema、JT Patterson、WC Sharp、AJ Spadaro、T. Wijers 和 SM Williams
年份： 2024
正面。 三月科學。 11:1329028。 doi: 10.3389/fmars.2024.1329028
