海洋普查

他们穿着潜水衣滑倒，给相机充电，冲破塞纳河——这一切都是为了太平洋海岸的利益。

加州大学圣巴巴拉分校海洋科学研究所(MSI)的研究科学家珍妮·杜根(Jenny Dugan)、詹恩·卡塞勒(Jenn Caselle)、罗伯特·米勒(Robert Miller)和马克·佩奇(Mark Page)加入了全州40多名同事的行列，开始了多年来的多项研究工作，以研究加州海洋保护区(MPAs)的健康和多样性。该项目由海洋保护委员会(OPC)资助950万美元，并与加州海洋基金(California Sea Grant)和加州鱼类和野生动物部(California Department of Fish and Wildlife)合作管理。这都是2019年MPA第二阶段监测计划的一部分，旨在评估MPA网络，以及它是否达到了保护和保护加利福尼亚海岸多样化海洋栖息地的目标。

“海洋保护区是一个有附加限制的空间，通常是为了捕鱼，”生物学家Caselle说，她自己也参与了四个项目。1999年颁布的《海洋生物保护法》(Marine Life Protection Act)在2011年进行了重新设计，该法案创建了一个保护区网络，如今涵盖了各种海洋栖息地和区域。它有几个级别的限制，一般限制夺取海洋生物和其他资源，以便使这些地区及其居民不受干扰。这种多样性海洋保护区的目标是维持许多相互关联的海洋栖息地的生物多样性，这些栖息地可能受到渔业、娱乐、污染和其他因素的影响。

“这是一种生态系统管理设备，”Caselle解释说。“它不仅保护了一种鱼类免受一种萃取物的侵害，它还保护了整个生态系统。“在栖息地退化或某些物种过度捕捞的地方，这些限制给了海洋生物一个再生的机会。在其他地区，海洋保护区可能包括托儿所或产卵场，或可靠的食物来源。

MPA网络的设计是与无数利益攸关方的激烈合作，而且常常引发争议。这些利益攸关方是利用海岸和海水工作或玩耍的人，他们会发表自己的观点和担忧。但是,科学家们说,海洋保护区的不只是鱼:如果一个受保护的区域足够健康,可以供应鱼MPA以外的地方,这反过来,确保该地区渔民的生计和特许船只依赖运动钓鱼和水下生物多样性维持生计。海带林也可能出现同样的情况。海带林可以将孢子出口到离家几公里远的地方，有可能播种新的森林，也有可能补充被天气、捕鱼或入侵生物破坏的森林。

“加州开始提出的更棘手的问题是，‘MPAs能否以独特的方式缓冲气候变化的影响?”“Caselle说。她补充说，答案很难找到，但近年来海洋变暖的影响已经很明显，通过海星的消耗和海带森林的大量砍伐。

杜根指出:“还有一种弹性的概念，即一个完全多样化的生态系统，以完整的自然种群规模和结构支持物种，可能有更大的能力从气候变化带来的冲击中恢复过来。”

杜根解释说，功能冗余是一种可行的方法。功能冗余是指在食物网络中存在多个具有相同作用的有机体。如果一个物种受到威胁，甚至被消灭，其他物种就会冲进来填补它的空缺——其功能从关键动物的食物到控制其他物种的数量——因此生态系统的平衡不会朝着某个方向倾斜得太远。在紫海胆已经泛滥成灾的地方由于海星掠食者的消耗性疾病,例如,龙虾和加州sheephead鱼的存在可以抑制海胆的数量,这反过来会降低割草的海胆海藻床,将其他更可取的红色海胆食品。事实证明，在海洋保护区保护的龙虾和羊头海胆种群(商业和娱乐捕捞)中，紫色海胆种群并没有失控，海带森林得到了保护。

这些和其他影响是科学家们试图捕捉的东西之一，他们将建立在几个监测项目中收集的数据的基础上，并根据这些数据进行测量，其中包括2007年至2018年运行的MPA基线监测项目。

健康的森林，健康的海滩
要开始评估保护海洋生物多样性的效果，海洋生物学家杜根不需要走得比加州大学圣巴巴拉分校更远。校园点州海洋保护区是一个禁止进入的区域，从校园点横跨艾拉维斯塔的海滩，到戈莱塔的埃尔伍德地区，然后向南进入水域，覆盖10.51平方英里的保护区。除了是一个受欢迎的当地冲浪点，该地区还包括煤油点保护区，这是一个家园的其他生物，受到威胁的西部雪船。

那么，白雪皑皑的船鸭——以及其他在海滩上筑巢的滨鸟——与海洋有什么关系呢?海带森林。

杜根说:“我们在全州范围的基线研究中发现，海滩上海藻的数量、无脊椎动物的数量和以无脊椎动物为食的滨鸟之间存在着令人信服的关系。”“白化的船鸭幼鸟几乎完全依赖那些吃被冲到沙滩上的海带的小动物。事实上，她认为，通过海带在筑巢的海滩上积累的甲壳类动物和昆虫越多，在海滩上生活的脆弱的雏鸟就越不需要为了觅食而暴露在捕食者面前。反过来，这可能有助于提高它们的数量。

这不仅仅是关于plovers。杜根的项目,进行与MSI co-PIs页面,米勒和10 7个机构的其他研究人员和他们的团队,将雇用在岸边沙滩盛和水下使用摄像机捕获和计数鱼住在冲浪区,以及行为的调查鸟类和滞留海带。此外，科学家们还将测量人类的使用以及海滩和冲浪区的物理特征。所有这些海滩措施都将与其他数据进行分析，例如从空间测量的海带森林冠层生物量和来自各州不同地区的可用基线信息。

Campus Point SMCA只是加州几个海洋保护区之一，Dugan和他的团队将在这个项目中工作。

她说:“我们将带着我们的渔网、潜水衣、照相机、写字板和双筒望远镜在这个州上上下下旅行。”研究区域包括从洪堡到圣地亚哥的至少21个MPAs，每个MPAs都有自己独特的特征。在离家更近的地方，杜根和他的团队还将在Point concept、Point Dume和Vandenberg国家海洋保护区撒网、数鸟，并拍摄冲浪区域的视频。他们采集的数据不仅将用于与同一地区以前的统计数据进行比较，而且还将用于与保护区以外采集的数据进行比较，以了解这些数据的有效性。

水下生物
卡塞勒的大部分工作将在离水面稍远的地方进行。她将与包括学生研究人员、志愿渔民、船长和租船公司在内的潜水合作伙伴一道，监测从岩石潮间带(介于涨潮和退潮之间的区域)到近岸海藻林的生态系统。

Caselle说:“在所有不同的栖息地中，海带森林和近岸礁石是最容易被捕捞的。”“因此，它们是最有可能在保护区内外表现出相当极端影响的物种。她说，她的项目想要回答的主要问题相当直接:“与外部地区相比，我们是否看到MPA中鱼类的数量和大小有所增加?”如果是这样，为什么?”

此外，Caselle还将考虑MPA的首要问题，即消除捕鱼效应可能如何改变食物网和生态网络。“钓鱼通常会杀死大鱼，而大鱼通常是捕食者，”她说。“这是如何渗透到整个食物网络的呢?”一个健康的食物网和一个顶级的鱼类捕食者已经被清除的食物网相比是什么样子的?我们是否看到了更强的韧性和反弹的迹象?”

为了回答这些问题,Caselle和合作者将访问大型海藻森林在海峡群岛国家海洋保护区和国家公园,有些Caselle的团队监控区域内的在过去的20年里作为跨学科研究伙伴关系的一部分沿海海洋(皮斯科)。

水肺潜水将成为研究海带森林的主要工具，因为研究人员正在收集有关大型海藻的数据，这些海藻最近急剧减少，对当地生态和经济造成了影响。研究人员还将通过遥感和现场仪器收集冠层数据。

卡塞勒说，在更深的水域，研究小组将使用多种技术，包括遥控车辆和落体摄像机，让科学家可以确定鱼的位置和大小。

科学家们还有另一张王牌:志愿者垂钓者。加州渔业合作研究项目使用了一些最重要的——通常也是最关键的——MPA利益相关者的技能和专业知识，用于一些科学捕鱼。卡塞勒说，垂钓者将在保护区内外垂钓，以取样观察鱼类是否以及如何从保护区“溢出”到周边地区。

“我们对每分钟捕捉到的每件事都有非常详细的数据，”卡泽尔说。“钓具都是标准化的，我们可以用它来计算单位努力的渔获量，这是一个丰裕度的指标。”

卡塞勒的工作，像杜根的，并不局限于圣巴巴拉部分的圣巴巴拉海峡;它将包括从北加州到南加州的各种各样的MPAs。

从这些罕见的大型MPA监测项目中收集和分析的数据，预计需要2到3年的时间才能完成，将在2022年的某个时候提交给加州鱼类和野生动物委员会，用于全州范围的MPA网络管理审查。从那里，委员会将决定未来MPA管理的方向。