如今，美国的海牛更多地与佛罗里达州有关，但它们的一个近亲曾游弋在北美太平洋海岸的海域。数百万年前，斯特拉海牛（Hydrodamalis gigas）在北太平洋和白令海沿岸的海带森林中啃食。这种海洋哺乳动物属于现今海牛所在的海牛目。它的体重可达四吨，体长可达 26 至 30 英尺，比现在的海牛长得多。它沿着西北地区茂密的海带森林觅食，这些森林如今从墨西哥的下加利福尼亚州一直延伸到阿拉斯加的太平洋海岸。海牛吞食海带森林上层冠层中大量的海带，这使得所需阳光能够穿透到森林的下层植被。
根据乔治·威廉·斯特拉的记载，海牛在 1768 年左右灭绝，距离它首次与欧洲人相遇仅 27 年。以海牛命名的斯特拉是一位科学家，他于 18 世纪陪伴俄国商人前往白令海的科曼多尔群岛进行商业航行。
过度捕猎可能是导致斯特拉海牛灭绝的原因，科学家们认为这一生态系统的变化对西部海带森林的健康造成了严重损害。
在昨天发表于《生态学与进化前沿》期刊的一篇论文中，来自加州科学院的研究人员详细介绍了一种新方法，他们利用这种方法来了解这种海洋巨型食草动物仍在啃食时，古代海带森林可能是什么样子。
“海带森林是高度生产的生态系统。它们充当风暴缓冲区，对渔业具有经济重要性，并且是无数海洋生物的家园，但它们在整个太平洋地区都在急剧减少，”研究合著者、科学院地质学和无脊椎动物动物学馆长彼得·鲁普纳林在一份声明中表示。“数百万年前，当海带森林演变时，有像斯特拉海牛这样的大型海洋食草动物，它们现在已经灭绝了。因此，就导致它们广泛减少的因素而言，可能有一个我们忽略了的重要组成部分。”
根据该研究作者的说法，科学家倾向于根据近期历史来评估现代生态系统的现象被称为基线漂移综合征，这可能会遗漏或掩盖生态系统在更长时间跨度内的真实面貌。
“我们已经看到了这种思维方式的后果，例如在野火管理方面，”鲁普纳林说。“短期内，野火被视为需要抑制的事件，因为它对森林生态系统造成损害。但最近我们了解到，从长远来看，野火是这些系统的一部分，可以带来更健康、更具弹性的森林。”
为了避免基线漂移综合征，该研究团队在这项研究中提出了一种评估生态系统整体健康的新方法。过去-现在-未来（PPF）方法结合了从博物馆标本和化石记录中收集的历史证据、原住民生态知识以及当前的科学数据。该团队表示，这可以带来更准确的数学模型，更好地描绘自然系统。该研究提出，这些模型可以创建更有效的保育技术。
“如今，我们被严重退化的生态系统所包围，这些地方比仅仅一个世纪前，更不用说一千年或更长时间前，要健康得多，”该研究作者、科学院执行董事斯科特·萨姆普森在声明中指出。“越来越多的这些生态系统现在面临崩溃的危险，即使我们保护它们。因此，如果我们想引导一个特定区域走向繁荣的未来，我们不仅必须了解其当前的健康状况，还要了解过去的状况，然后将这些见解应用于有计划的、恢复性的干预措施。这种过去-现在-未来的保育方法有可能带来革命性的变化。”
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为了创建一个能够更准确地描绘古代海带森林的模型，研究人员首先输入了生态系统中各种参与者的影响，例如捕食海带的海胆和捕食海胆的海獭。然后，将该模型与现有的海带森林数据进行比较，以更好地显示生态系统实际的运作方式。
模型完善后，研究团队将已灭绝的斯特拉海牛添加到模型中，以了解这种海洋哺乳动物对海带森林的影响以及生态系统的反应。
“一个更重要且令人惊讶的发现是，加入斯特拉海牛导致了完全不同类型的海带森林，”研究作者、科学院和内华达大学拉斯维加斯分校的博士后研究员罗克珊·班克说。“与我们现在认为的现代森林以海带为主不同，海牛的存在和对上层冠层的捕食会导致海带和藻类之间达到更平衡的状态，因为更多的阳光会到达海底。”
这一发现对于研究当前海带森林的状况尤为重要。如今，它们已严重退化，部分原因是海胆过度捕食，但也受到污染、海带过度捕捞、厄尔尼诺现象等因素的影响。海带森林中有更多的藻类会为海胆提供额外的食物来源，这可能会减少它们对海带的影响，根据班克的说法。
研究还发现，当斯特拉海牛啃食海带森林的冠层时，整个海带森林通常更具韧性。即使在海洋变暖或疾病爆发的压力下，森林也更健康。研究表明，过去的森林不太可能变成以海胆为主的森林，并且能够更快地恢复。
研究人员将此称为“海牛效应”，并表示这为今天的海带保育提供了一个蓝图。
“如果我们的模型能够通过试验田的实验进一步验证，它就可以让我们通过模拟不同干预措施的有效性来增强海带森林的韧性，”鲁普纳林说。“例如，选择性地收割海带冠层的上部叶片，以重新创造斯特拉海牛消失后留下的空缺。”
