战胜酷热:太平洋珊瑚礁对气候的抵抗力空前增强

战胜酷热:太平洋珊瑚礁对气候的抵抗力空前增强由纽卡斯尔大学领导的最新研究表明,太平洋帕劳地区的珊瑚礁很可能已经适应了较高的海洋温度,从而减少了未来因气候变化而可能出现的白化现象。根据数十年的实地观测,科学家们为帕劳珊瑚礁模拟了多种可能的未来珊瑚白化轨迹,每种轨迹都模拟了不同的热耐受性增强率。他们发现,如果珊瑚的热耐受性在整个21世纪继续以最有可能的历史速度提高,那么白化影响就有可能显著减少。这些研究结果今天(8月22日)发表在《自然-通讯》(NatureCommunications)杂志上,肯定了未来珊瑚白化的严重程度取决于碳减排这一科学共识。在中低排放情景下,例如履行《巴黎协定》的承诺,一些珊瑚礁的高频率白化现象可以得到完全缓解。然而,在社会继续依赖化石燃料发展的高排放情景下,这种白化影响是不可避免的。根据数十年的实地观测,科学家们为帕劳珊瑚礁模拟了多种可能的未来珊瑚白化轨迹,每种轨迹都模拟了不同的热耐受性增强率。(帕劳珊瑚礁)图片来源:LiamLachs研究第一作者利亚姆-拉克斯(LiamLachs)是纽卡斯尔大学珊瑚助手实验室的成员。拉克斯说:"我们的研究表明了生态对气候变化的适应能力,同时也强调了履行《巴黎协定》承诺以有效保护珊瑚礁的必要性。我们量化了珊瑚耐热性在十年时间尺度上的自然增长,这可以直接与海洋变暖的速度进行比较。虽然我们的工作带来了一线希望,但也强调了继续采取行动减少碳排放的必要性,以减缓气候变化,确保这些重要生态系统的未来。"该研究的合著者、纽卡斯尔大学自然与环境科学学院的詹姆斯-盖斯特博士补充说:"我们知道,珊瑚礁可以通过适应环境、基因适应或群落结构的变化,随着时间的推移提高其整体热耐受性,但是,我们对发生这种情况的速度知之甚少。这项研究使用了一个偏远太平洋珊瑚礁系统的数据,并估算了自20世纪80年代末以来耐受性的提高速度。研究结果为珊瑚礁跟上气温的上升带来了一些希望,但前提是必须对气候变化采取强有力的措施。"合作研究和更广阔的视野这项研究是第一作者于2021年与加拿大不列颠哥伦比亚大学西蒙-多纳教授的气候与沿海生态系统实验室合作访问的成果。"这项研究表明,一些珊瑚礁有可能在未来气候变化引发的热浪面前变得更具复原力,"Donner教授说。"然而,这种复原力也可能付出代价,即珊瑚礁多样性和生长速度的降低。如果不在未来二三十年内大幅削减温室气体排放,太平洋地区的珊瑚礁将无法提供太平洋人民数百年来赖以生存的资源和免受海浪侵袭的保护。"珊瑚礁的未来珊瑚礁蕴藏着丰富的生物多样性,但也面临着前所未有的衰退,原因是海洋热浪以及由此导致的大规模珊瑚白化和死亡事件。珊瑚群落要想在气候变化的影响下继续生存下去,就必须承受强度和频率逐渐增加的海洋热浪。珊瑚礁对热的耐受力自然增长的速度,以及这种增长速度是否能与海洋变暖的速度相匹配,在很大程度上仍是未知数。为了填补这一知识空白并为珊瑚群落未来的恢复能力提供见解,纽卡斯尔大学的研究小组调查了历史上的大规模白化事件,并重点对帕劳这一偏远的太平洋珊瑚礁系统进行了案例研究。研究还测试了减缓气候变化和减少碳排放的不同全球行动水平,调查了四种排放情景及其对未来珊瑚白化预测的影响。研究结果表明,自上世纪80年代末以来,帕劳珊瑚的热耐受性可能以每十年0.1°C的速度提高。这种增长表明,珊瑚或其共生微藻的遗传适应或驯化等自然机制可能有助于提高珊瑚的耐热性。该研究的合著者之一、昆士兰大学和帕劳国际珊瑚礁中心的彼得-蒙比教授认为,"即将面临的一些挑战将是厘清哪些机制推动了这些耐受性的潜在转变,并了解未来热耐受性继续增强的可能性"。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1378725.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1378725.htm

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南太平洋塔希提岛海岸发现罕见的珊瑚礁

一个由联合国教科文组织支持的科学研究团队在南太平洋群岛法属波利尼西亚的塔希提岛海岸发现了世界上最大的珊瑚礁之一。玫瑰形珊瑚的原始状态和广泛的覆盖面积使这一发现极具价值。教科文组织总干事奥德蕾·阿祖莱表示,“到目前为止,我们对月球表面的了解超过了对深海的了解。整个海床只有20%被绘制成地图。塔希提的这一非凡发现展示了科学家们令人惊叹的工作成就,他们在教科文组织的支持下,进一步加深了我们对海底世界的了解。”罕见的发现该珊瑚礁位于30至65米深的地方。它的长度约为3公里,宽度在30米和60或65米之间,这使得它成为有记录以来面积最大的健康珊瑚礁之一。巨大的玫瑰形珊瑚直径达2米。这一发现是非同寻常的,因为到目前为止,世界上绝大多数已知的珊瑚礁都位于25米以下的深度。因此,该发现表明,在被称为海洋"盲区"的地方,还有更多的大型珊瑚礁存在于30多米深的海底。科研向前迈进了一步这次考察是教科文组织绘制海洋地图所开展的全球方法的一部分。珊瑚礁是其他生物体的重要食物来源,因此对它们进行定位可以帮助围绕生物多样性进行研究。生活在珊瑚礁上的生物对医药研究很重要,珊瑚礁还可以提供保护,防止海岸被侵蚀甚至海啸的侵袭。到目前为止,很少有科学家能够定位、调查和研究深度超过30米的珊瑚礁。然而,现在的技术意味着可以在这些深度进行更长时间的潜水研究。该团队总共进行了约200个小时的潜水,以研究该珊瑚礁,并亲眼目睹了珊瑚的产卵过程。未来几个月计划进行进一步潜水计划,以继续对珊瑚礁进行调查。

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科学家深入了解威胁珊瑚礁生存的神秘隐性热浪

科学家深入了解威胁珊瑚礁生存的神秘隐性热浪由香港科技大学海洋科学系的AlexWyatt教授领导的一个国际研究小组对这一令人惊讶和矛盾的珊瑚白化事件进行了调查。这一意外事件与反气旋涡流的通过有关,反气旋涡流抬高了海平面,使热水集中在珊瑚礁上方,导致水下的海洋热浪,而这一热浪在海面上基本不为人所知。这些发现将于今天(2023年1月6日)发表在《自然通讯》杂志上。在2019年的海洋热浪中,Moorea北岸的各处深度发生了广泛的珊瑚白化。资料来源:PeterJ.Edmunds大多数关于珊瑚白化模式的研究都依赖于水温的海面测量,这不能反映出海洋升温对海洋生态系统(包括热带珊瑚礁)威胁的全貌。这些用卫星在大范围内进行的表面测量虽然有价值,但却不能检测到表面以下的升温,这些升温过程影响着生活在比海洋最浅的几米深的水域的生物群落。Wyatt教授及其同事分析了从2005年到2019年15年间在Moorea收集的数据,利用了遥感海面温度和高分辨率、长期原位温度和海平面异常的罕见组合。结果显示,公海上的反气旋涡流经过该岛时,提高了海平面,并将内波推到更深的水中。内波沿着温暖的海洋表层和下面的冷却层之间的界面移动,在以前的一项也是由Wyatt教授领导的研究中,已被证明可以为珊瑚礁生境提供频繁的冷却。目前的研究表明,由于反气旋,内部波浪冷却过程在2019年初戛然而止,这导致了珊瑚礁上方出乎意料的升温,这反过来又造成了大规模的珊瑚白化和随后的死亡。对当地的珊瑚礁生物多样性来说,不幸的是,2019年的大面积珊瑚死亡抵消了过去十年在Moorea周围发生的珊瑚群落的恢复。与2019年的热浪相比,一个值得注意的现象是,尽管当时的超级厄尔尼诺现象带来了温暖的条件,并使全球许多浅海珊瑚礁遭到破坏,但Moorea的珊瑚礁在2016年并没有发生重大的白化死亡。这项新的研究表明,在珊瑚礁所处的深度范围内收集温度数据的重要性,因为如果只关注表面条件,就会失去预测珊瑚白化的能力。海面温度数据可以预测2016年和2019年Moorea的中度白化。然而,直接观察显示,2016年只有生态上不重要的白化,且升温持续时间短,仅限于浅水区。如果研究人员只获得海面温度数据,2019年的严重和长时间的海洋热浪将被忽视,由此产生的灾难性的珊瑚白化可能被错误地归咎于升温以外的原因。"本研究强调需要考虑与受威胁的生态系统有关的跨深度的环境动态,包括那些水下海洋天气事件导致的。"Wyatt教授说:"这种分析取决于跨海洋深度的长期、现场测量的数据,但这种数据通常是缺乏的。我们的论文为在不断变化的海洋动态和气候背景下评估沿海生态系统的未来提供了一个有价值的机制范例"。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1337879.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1337879.htm

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佛罗里达州70%的珊瑚礁正在被侵蚀

佛罗里达州70%的珊瑚礁正在被侵蚀"这项研究帮助我们更好地了解佛罗里达州珊瑚礁带的哪些珊瑚礁容易受到栖息地丧失的影响,需要进行管理和恢复工作,以防止栖息地进一步丧失,"该研究的主要作者、NOAA大西洋海洋学和气象学实验室的研究员JohnMorris说。"相反,我们还确定了可能成为珊瑚礁发展的潜在保留地的珊瑚礁,并且更有可能在未来持续存在。"研究人员分析了底栖生态学,即栖息在海底的所有生物体的组合,以及来自该州珊瑚礁带三个生物地理区域的723个珊瑚礁点的鹦鹉鱼数据,以计算每个点的碳酸盐预算。珊瑚礁区从干托尔图加斯到圣卢西湾延伸了350英里。正的碳酸盐预算表明珊瑚礁随着时间的推移在增长,而负的碳酸盐预算表明珊瑚礁正在失去结构。来自NOAA的国家珊瑚礁监测计划和国家大地测量的数据被用来计算整个南佛罗里达州的碳酸盐生产和碳酸盐侵蚀情况。佛罗里达州珊瑚礁地带碳酸盐预算的主要驱动因素是珊瑚覆盖量和鹦鹉鱼生物量,他们发现,506个地点每年都在失去珊瑚礁生境。"这些发现强调了加强管理策略的必要性,如种植珊瑚,以帮助恢复已经失去的珊瑚结构,"研究的共同作者EricaTowle说,她是NOAA国家珊瑚礁监测项目的协调员,也是UMRosenstiel学校的校友。"向前看,我们可以把它作为一个基线来实施和跟踪管理战略的成功。"佛罗里达珊瑚礁区是美国大陆唯一的活珊瑚堡礁,也是世界上第三大珊瑚堡礁系统。在过去十年中,佛罗里达州珊瑚损失的最大驱动力包括漂白事件、船舶搁浅和疾病,如2014年发现的石珊瑚组织损失病,该病继续摧毁佛罗里达和加勒比海的珊瑚礁。根据NOAA的数据,佛罗里达州的珊瑚礁支持了7万个工作岗位,每年创造约85亿美元的销售和收入。健康的珊瑚礁还可以保护海岸线免受洪水和风暴潮的影响。Morris说:"除非实施管理策略,否则佛罗里达州不断侵蚀的珊瑚礁将可能降低珊瑚礁维持这些重要的经济和生态系统服务的程度。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1338207.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1338207.htm

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珊瑚礁的不速之客:科学家们发现了更多致使其白化的隐患

珊瑚礁的不速之客:科学家们发现了更多致使其白化的隐患DeronBurkepile教授在摩尔亚周围的珊瑚礁中观察处于白化过程的珊瑚。他们发现,珊瑚发现从白化中恢复比从风暴中恢复更具挑战性,即使在这两种情况下的死亡率是相当的。漂白造成的骨骼残骸为藻类提供了一个保护罩,而藻类则超过了生长缓慢的珊瑚的竞争。这项研究由博士生KaiKopecky领导,最近发表在《生态学》杂志上。大多数浅水珊瑚都有共生藻类,它们为动物提供食物,以换取一个安全的家和营养物质。但是极端的条件会使这种安排失调,导致珊瑚在一个被称为漂白的过程中驱逐它们的伙伴,这往往是致命的。海藻在受到干扰后可以迅速占领珊瑚礁。自20世纪80年代末以来,加州大学圣巴巴拉分校的研究人员一直在研究法属波利尼西亚摩瑞岛周围的珊瑚及其珊瑚礁生态系统。Kopecky对该岛的第二次访问恰好是在一次重大白化事件中。他说:"看到许多明亮的白色珊瑚骨架是非常令人震惊的,但令人感到欣慰的是,该岛的珊瑚礁在过去已被证明具有显著的复原力。"不幸的是,这次开始出现了一个不同的模式。海藻是珊瑚在珊瑚礁上的一个主要竞争者,它们开始在漂白的骨架上定居。Kopecky想知道,这些骨架的存在是否使珊瑚礁走上了一条以海藻为主要居民的道路。以前在摩尔雅的工作表明,热带珊瑚礁可以承载以珊瑚或海藻为主的社区。这些不同的状态对小的干扰有弹性,但一个大的冲击可以使生态系统从一个转向另一个,这个过程称为滞后。一旦发生这种情况,即使条件再好,珊瑚礁也不会恢复到以前的状态。该系统已经找到了一个新的平衡点。Kopecky开发了一个数学模型来比较白化事件留下一些骨架或者风卷残云将珊瑚礁刮得一干二净之后的珊瑚礁动态。他使用了一个由五个微分方程组成的系统来捕捉礁石上的空隙、活的和死的分支珊瑚以及海草覆盖之间的过渡。结果是有说服力的。Kopecky说:"仅仅是这些骨架留在珊瑚礁上的事实就导致了这些根本不同的恢复模式。"珊瑚骨架似乎可以保护年轻的海藻不受食草动物的侵害,否则这些食草动物会将其控制住。动物们无法进入所有的缝隙,所以海藻获得了一个可以传播的立足点。然而,这种保护似乎并没有为年轻的珊瑚本身提供同样的好处。作者怀疑珊瑚并不像海藻那样面临来自捕食者的压力。更重要的是,如果有机会的话,藻类族群可以迅速超过珊瑚。高级作者、生态学、进化论和海洋生物学助理教授霍利-莫勒说:"珊瑚实际上是在铺设岩石,而藻类大多只是快速生长的、柔软的、多叶的材料。"珊瑚礁的建立是一个缓慢的过程,新的生长过程将死亡的骨架纳入更大的珊瑚礁结构中。但是白化现象一下子杀死了很多珊瑚--特别是最古老和最年轻的珊瑚--而且骨架最终会因为侵蚀而变得很脆。对于年轻的珊瑚来说,这不是一个强大的基础,他们的生活将建立在这个基础之上。如果死亡的骨架阻碍了珊瑚的恢复,为什么不简单地清除它们?这种方法在其他生态系统中正获得支持。Kopecky说:"类似于火灾或森林中的枯树,以便系统对未来的干扰有更强的适应性。"然而,珊瑚的骨架提供了许多好处。它们形成了各种动物的栖息地,一些证据表明,珊瑚礁的结构复杂性与珊瑚的快速恢复有关。Kopecky说:"效果真的取决于该结构的性质是什么。材料密度、强度和空间布局都会影响珊瑚礁的动态,这些方面需要被考虑到。"该团队在摩尔雅有一套正在进行的实验,包括一个探索当死珊瑚骨架被移除时,珊瑚礁如何恢复的实验。其他几个实验正在测试Kopecky用于创建其模型的假设。例如,死珊瑚究竟能在多大程度上减少食草动物?骨架又是如何影响活珊瑚的生长的?莫勒说:"凯的研究是生态学中数学模型价值的一个典型例子。珊瑚可以活上几百年,而珊瑚礁的恢复可能需要几十年。这不是一个你可以现实地做的实验。""但如果你有一个模型,"她继续说,"而且你相信你设置这个模型的方式,因为你已经做了其他的实验,那么你可以对未来几十年进行这些预测。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1361449.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1361449.htm

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研究表明良好的水下“声景”可以拯救受损的珊瑚礁

研究表明良好的水下“声景”可以拯救受损的珊瑚礁研究人员的目标是通过让珊瑚礁"沐浴"在从充满生机的珊瑚礁中采集的声音中,刺激受损珊瑚礁的新生物生长。最近发表的一项研究描述了一种很有希望恢复珊瑚礁健康状况的新方法,为科学家提供了拯救和重新繁殖最重要的海洋生态系统之一的机会。据估计,自1950年以来,世界上一半的珊瑚礁栖息地已经消失。全球变暖、过度捕捞、污染和疾病爆发等致命因素共同造成了这一可怕的局面。现在,研究人员正试图通过重新安置人工培育的珊瑚群落来恢复受损的珊瑚礁,这些珊瑚群落能够抵御当今变暖的海水。马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所的研究员青木(NadeÌÂgeAoki)提出了一种不同的珊瑚礁繁殖方法。青木和她的同事们在之前关于珊瑚幼虫游向珊瑚礁声景的研究基础上,开发了自己的声音装置来测试新方法。研究人员在加勒比海美属维尔京群岛沿岸部署了一套水下扬声器系统,启动了一项涉及三个不同珊瑚礁的实验。他们只在一个珊瑚礁上播放了模拟珊瑚礁繁忙活动的声音效果,以测试他们释放到海水中的珊瑚幼虫会有什么反应。在连续三个晚上播放健康珊瑚礁的声音后,青木和她的同事发现,珊瑚幼虫在播放声音的地方定居的可能性平均增加了1.7倍。而在远离水下扬声器系统的地方,珊瑚幼虫的定居率则有所下降,这表明广播确实提高了珊瑚幼虫的活动水平。青木说,这项研究取得了有趣而有希望的结果,但还需要进行更多的研究,以确定其他珊瑚物种是否能从健康的珊瑚礁声音景观中受益,以及新的定居地如何随着时间的推移而发展。Aoki强调说,最终目标必须是确保新珊瑚群的存活。海洋生物学家史蒂夫-辛普森(SteveSimpson)指出,20年来,他一直在利用珊瑚礁声音吸引鱼类幼虫进入珊瑚礁。他认为,如果我们能保护濒临灭绝的珊瑚礁生态系统,其中的经验能帮助能拯救任何物种。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423862.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1423862.htm

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吞噬珊瑚礁的掠食者在白化现象中幸存下来 又以幸存者为食

吞噬珊瑚礁的掠食者在白化现象中幸存下来又以幸存者为食幼年棘冠海星与珊瑚合影。资料来源:MoniqueWebb,Byrne,etal.冠棘海星原产于大堡礁,分布于印度洋-太平洋地区,但它们被列为受关注物种,因为大量繁殖对珊瑚造成的破坏比任何其他物种都要严重。它们对珊瑚死亡的影响仅次于气旋和白化事件。Ezoic最新研究结果表明,该物种对变暖水域的适应能力可能会加剧气候变化对珊瑚礁的破坏性影响。这项研究于10月18日发表在《全球变化生物学》(GlobalChangeBiology)杂志上,由生命与环境科学学院的玛丽亚-伯恩(MariaByrne)教授领导。她还是海洋科学研究所和悉尼环境研究所的成员。珊瑚与棘冠海星的生命周期。从健康的珊瑚开始,热浪诱发珊瑚白化,导致珊瑚死亡和藻类繁殖。珊瑚随后倒塌,为幼年棘冠海星创造了碎石栖息地,幼年棘冠海星可以承受热应力,并不断增加数量,直到珊瑚礁重新生长,幼年棘冠海星出现并吃掉新珊瑚。资料来源:悉尼大学,Byrne等人。在实验过程中,幼年棘冠珊瑚表现出了惊人的耐热性,比成年珊瑚的耐热性还要高。这意味着,即使在气候变化导致海洋变暖的情况下,食珊瑚的成体阶段可能因为缺少珊瑚猎物或高温而减少,它们的食草幼体也能耐心等待时机,成长为食肉动物。当海水温度比正常夏季最高温度高出1-3摄氏度(1.8-5.4华氏度)时,就会引发珊瑚白化和死亡,这取决于温度持续的时间。拜恩教授说:"我们发现,利用随时间变化测量温度的模型,幼年棘冠海星能够忍受的热强度几乎是导致珊瑚白化的热强度的三倍。这是一个重要的发现,对了解气候变化对海洋生态系统的影响,尤其是对研究不足的小型隐蔽物种的影响具有重要意义。幼海星很可能会从变暖的海水中受益。珊瑚白化和死亡造成的碎石栖息地数量增加,使它们的数量随着时间的推移而增加。"年轻和年老的幼年棘冠海星。图片来源:MoniqueWebb、Byrne等人在爆发性肉食成体阶段,棘冠海星无孔不入地捕食石珊瑚,在珊瑚礁上留下没有生命的骸骨。这些骨架最终成为藻类的家园,然后轰然倒塌。漂白引起的珊瑚死亡也有类似的效果。死亡珊瑚的残骸可能为海星吃藻类的微小后代提供了完美的栖息地。根据伯恩教授之前的研究,幼体可以存活至少六年,等待珊瑚礁恢复生机。这项研究的共同作者、博士生马特-克莱门茨(MattClements)说:"幼体的耐热性和多年来在珊瑚礁基础设施的珊瑚碎石中逐渐积累的潜力,可能是导致成年棘冠海星爆发的一种现象。过度捕捞导致的天敌丧失和水中营养物质的积累一直被怀疑是导致棘冠海星爆发的原因。现在我们有证据表明,漂白引起的珊瑚死亡可能会帮助海底栖息的幼体,导致随后珊瑚礁中出现大量成体,从而加剧气候变化的肆虐。"研究人员还发现了一些有助于幼体在变暖条件下生存的因素。这些因素包括体型小,这可能会降低生理需求,以及它们以多种食物来源为食的能力,尽管它们更喜欢以珊瑚藻类为食。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391143.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1391143.htm

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