位於不列顛哥倫比亞省弗雷澤河三角洲南端的羅伯茨灘的泥土又深又臭。在退潮時暴露出來，綿延數公里，看起來毫無生機。但在某些區域，陽光反射出略帶綠色的光芒。在這些地方，你可以看到成群結隊的矮胖棕白色西方沙錐（Calidris mauri），它們用多毛的舌頭啜食著閃閃發光的物質。它們正在吃一種生物膜，這是一種只有幾毫米厚的粘液，覆蓋著灘塗表面，並在使這些生態系統成為世界上生物生產力最高的生態系統中發揮著關鍵作用。這種由微生物產生的粘液對於候鳥的生存也至關重要。
在遷徙過程中，候鳥可能會不停地飛行數百或數千公里，到達世界各地相對較少的灘塗，進行大規模的能量補充。這些停靠點需要為鳥類提供足夠的食物，以從前一段旅程中恢復過來，並提供適當的營養，以支援它們的下一段旅程。一個停靠點的損失或退化可能意味著整個物種的災難。
損失已經發生。在黃海沿岸，中國與朝鮮和韓國之間，近幾十年來，灘塗已經萎縮了 65% 以上。如果灘塗繼續以目前的速度減少，到 2026 年，三個遷徙物種可能會達到瀕危水平。在加拿大，羅伯茨灘的灘塗可能面臨著擬議的海上集裝箱碼頭擴建的風險。該碼頭不會直接破壞灘塗，但可能會改變水的鹽度，擾亂其生態系統的平衡——該生態系統在 4 月和 5 月的三個星期裡支援著超過一百萬只候鳥，以及各種無脊椎動物、魚類和其他鳥類。
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灘塗生物生產力的重要部分來自其表面上生活的微生物。“如果你把灘塗上的微生物移除，整個系統就會崩潰，”法國南特大學海洋生物學榮譽教授彼得·貝南格說。“你只會剩下溼沙子。”
微生物在灘塗上成功的一個關鍵因素是它們生活在一起：生物膜。這些粘液由附著在表面並生活在由水和多糖（一種碳水化合物）組成的自我生成的物質中的微生物集合組成。生物膜有各種大小，幾乎可以在任何地方找到。它們在管道、水系統、生物體上形成——發現的第一個生物膜是在人的牙齒上——當然，在泥土上。
灘塗生物膜的工程師是被稱為矽藻的單細胞光合作用生物。這些藻類生活在整個海洋中——以及大多數其他潮溼的地方——並且可能進行世界上約四分之一的光合作用。矽藻可能會將其 70% 的光合作用產物以粘性細胞外聚合物 (EPS) 的形式釋放出來——這是生物膜群落的粘合劑。EPS 不僅將生物（矽藻、細菌、微小動物）粘合在一起，而且還粘合了它們生存所需的材料：外部 DNA、蛋白質、酶、核酸、脂質和各種溶解的化合物。
近距離生活有許多好處。細菌透過化學物質進行交流，如果鄰居距離太遠，這很難做到。酶，例如用於消化食物的酶，會在 EPS 中持續存在，並可以被其他人重複利用。EPS 的功能相當於雜貨店、社群工具箱和回收中心。
反過來，生物膜也是各種動物的食物庫——從蠕蟲和螃蟹到魚和鳥類。在羅伯茨灘和其他地區對生物膜和遷徙涉禽進行多年的研究表明，這種粘液在生態系統中發揮著隱蔽但至關重要的作用。
生物膜是理想的候鳥食物。它很容易食用——無需四處尋找難以捉摸的獵物——並且含有多種脂質（包括脂肪在內的一組化合物）。脂質比蛋白質或碳水化合物更輕、能量密度更高，是長途不間斷飛行的理想燃料。某些型別的脂質，例如眾所周知的 omega-3，是必需脂肪酸。它們具有抗炎作用，有助於將能量輸送到飛行肌肉。其中一種 DHA 有助於空間導航——這是鳥類長途遷徙的必需品。沒有多少生物產生這些必需脂肪酸。安大略省瑞爾森大學的教授邁克爾·阿茨說，矽藻和其他海洋藻類“是這個星球上最大的工廠”。
灘塗矽藻產生的必需脂肪酸的質量和數量全年都在變化。羅伯茨灘的矽藻在 4 月和 5 月會產生大量的脂質，包括必需脂肪酸。這種脈衝出現的原因似乎是春季融雪流入弗雷澤河導致淡水湧入造成的壓力。這種增長與沙錐的到來相吻合，併為它們提供了足夠的燃料，以便它們能夠跳躍 1000 公里到達在阿拉斯加的下一個停靠點——斯蒂金河。
脂肪酸和脂質對候鳥成功遷徙的重要性是一項至關重要的發現。不列顛哥倫比亞省西蒙弗雷澤大學野生動物生態中心的研究助理帕特里夏·貝爾德說：“長途遷徙的鳥類必須在不間斷遷徙之前在某個地方找到脂肪酸脈衝”。加拿大環境與氣候變化部的榮譽科學家鮑勃·埃爾納說：“世界有一道陰影波穿過它”：“脂質通道”，鳥類正在遵循它。瞭解這條通道可以幫助進行保護工作。
在羅伯茨灘，由於鹽度的潛在變化，生物膜、它的脂質以及需要它們的鳥類正面臨著擬議的碼頭帶來的風險，鹽度的變化會以多種方式改變生態系統：改變在那裡生活的矽藻群，或影響淡水引起的脂肪酸脈衝。全球 42% 到 64%的西方沙錐都停留在羅伯茨灘，並偏愛它而不是弗雷澤河的其他灘塗。關於該系統如何運作的科學研究正在進行中。“如果大約一半的世界熊貓或犀牛種群使用一個場地，而基本上忽略了周圍的場地，那麼就需要強烈瞭解該場地的獨特之處——並加以保護，”加拿大鳥類組織的凱瑟琳·賈丁說。關於該碼頭的命運的決定將於今年晚些時候做出。
羅伯茨灘的研究表明，諸如汙染或填埋灘塗以建造土地等明顯的問題並不是停靠點被破壞或損害的唯一方式。氣候變化也是一個迫在眉睫的威脅——不僅僅是因為海平面上升。矽藻和其他產生必需脂肪酸的藻類隨著水溫升高，產生的脂肪酸越來越少。這些影響將一直向上影響到食物網，直到人類，他們從魚類中獲取大部分 DHA。使用不同氣候模型對 DHA 水平進行的一項分析發現，到 2100 年，全球必需脂肪酸的可用性可能會下降 10% 到 58%。“我們需要開始考慮保護富含必需脂肪酸的動物和空間，”阿茨指出，“因為它們分佈得非常分散，而且正面臨著巨大的威脅。”
埃爾納補充說，現在是時候“重新認識泥土的價值”了。