红树林曾是遍布热带的生态系统,可是近年却在全球各地迅速消失中。红树林作为许多无脊椎动物的栖息地,两者关系唇齿相依,但目前人们却对于这些动物对红树林的功能多样性及复原能力的影响知之甚少。

联合国教科文组织(UNESCO)将每年的7月26日定为保护红树林生态系统国际日,简称世界红树林日,目的是提升人们对红树林的保护意识——由此可见,红树林并非只是一片树木,而是独特而珍贵的生态系统。每个红树林的正常生态运作须倚赖其林中植物及动物之间的互动关系;如没有健康的无脊椎动物群落支持,整个红树林生态系统便会瓦解。

为了深入探究上述议题,以保护完好的红树林及复原遭受破坏的系统,香港大学(港大)太古海洋科学研究所副所长及生态学及生物多样性研究部副教授 简诗诺博士 与香港中文大学(中大)李福善海洋科学研究中心主任李成业教授的团队,集合了来自全球16 个红树林的数据,当中记录了 209 种甲壳动物和 155 种软体动物的资料。他们的研究发现,在红树林内栖息的动物之功能冗余度很低。若一片红树林有高功能冗余度,即在生态系统中居住的物种功能的多样性较高,就相当于有了「生态功能保险」——当某一物种消失时,另一物种可持续发挥同样或相似的生态功能,以维持整个红树林正常运作。红树林的低功能冗余度说明其在人为的环境变化下备受更大的威胁。

全球各地的红树林内栖息着功能冗余度低的无脊椎动物群落。(图片提供:Stefano Cannicci)

多样性:存活的关键

团队以物种的三个独特生态功能作为基础:摄食习性、可影响生态系统特性的行为及微栖地,继而把栖息于红树林的物种分为 64 个功能体。结果发现,除了一些位于南美洲、东印度洋与西太平洋的红树林以外,超过六成地区的红树林并无任何功能冗余性,而这些地区的功能体大都只包括一个物种。平均而言,57%的功能体都全然依赖单一物种。由于无脊椎动物的活动为红树林的树根提供氧气,并维持其养分循环,这些功能将随着功能多样性下降而消失。以此可推断,即使无脊椎动物生物多样性只是稍微降低,也有可能对红树林的功能及复原能力造成显著的负面影响。

由于栖息于红树林的无脊椎动物功能冗余度偏低,使红树林成为地球上最脆弱的生态系统之一。尽管如此,地球上仍有一些小型的红树林,例如香港及莫桑比克境内的红树林系统,容纳了不少多功能无脊椎动物群落,它们构成了生物多样性储存库,对未来生态保育可起关键作用。 红树林的植物可以人工重新种植,但无脊椎动物必须透过自然补充才能适应新环境,否则将无法藉它们的活动提供养分和氧气,红树林最终会无法维持下去。

就红树林的复原能力而言,传统上会以红树林森林的面积作为指标;但综合研究的结果,以栖息系统中的动物功能多样性来评估是更好的指标。例如喀麦隆境内的大型红树林的无脊椎动物的功能多样性较小型红树林来得更低。此研究带出一个重要的讯息:即使香港的红树林很小,但其多样性较高,而且为许多物种提供栖息地,而这些生物在此环境中有着不同的功能。因此,香港的红树林是珠江三角洲最后完好的天然红树林,甚至可成为修复中国内地红树林的基础。

许多螃蟹,如宽额大额蟹 (Metopograpsus frontalis),需在红树林中找食物及栖地。(图片提供:Stefano Cannicci)
大型的螃蟹,如红螯螳臂蟹 (Chiromantes haematocheir),不停地翻搅泥土,帮助提供红树养分及氧气。(图片提供:Stefano Cannicci)
常见于本地红树林的歪红树蚬 (Geloina expansa) ,透过过滤水中的悬浮物和食物颗粒来进食。它主要生活于较少被水淹浸的红树林高潮间带,即使数星期没有水仍能存活。(图片提供:Joe S Y Lee)

总括而言,研究团队认为,研究长期栖息于红树林中动物群落的功能多样性,对于评估红树林在面对环境变化时的脆弱程度至关重要,将有助规划有效的管理、保育和复育方案。然而,现时全球普遍是根据红树林的面积增长去评估其健康及复原能力,这方法并没有衡量红树林的整体存活度及功能性。红树林并非只是一片树木,而是一个复杂的生态系统,当中包含健康的动物群落及其与林中树木的互动。故此,针对红树林的管理与复原计划应把红树林动物群落的稳定性及功能冗余度也一并纳入考量,而非单纯评估红树林之面积增长。

研究结果最近刚于《美国国家科学院院刊》 (NAS)(Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS) 中发表。