《nature》文章:全球变暖减弱珊瑚群体补充

背景介绍

大堡礁(Great Barrier Reef)是地球上规模最宏伟、最长的珊瑚礁群。近百年来,全球海洋频繁遭受热浪袭击,这导致珊瑚礁面临严重威胁。在热带地区的100个珊瑚礁中,白化现象在20世纪80年代平均每25年发生一次;但到了2010年,这一频率缩短至平均每6年一次。过去20年,大堡礁经历了四次广泛的白化事件,分别发生在1998年、2002年、2016年和2017年。然而,极端高温胁迫对珊瑚群的恢复影响目前仍不为人所清楚。

研究方法

本研究主要考察了2016年和2017年发生了大规模珊瑚白化事件之前多年内珊瑚成体亲体和补充量之间的关系;在白化事件之后再次进行了考察(2018年);考察重点关注两个生命阶段的丰度和分类组成:成体种群和沉降板上的新珊瑚种群。

采样前:每年、每个珊瑚礁上,11、12月珊瑚大量产卵的季节开始放置沉降板(settlement panels)。

采样后:取目的板浸泡在弱漂白剂溶液种,以出去藻类和软体无脊椎动物;在显微镜下对板块上的所有珊瑚新生物进行计数和鉴定。

研究结果

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图5大堡礁白化事件发生前后总体珊瑚数量变化;黄色:排卵珊瑚 蓝色:排幼珊瑚

  1. 在整个大堡礁的范围内,珊瑚数量已经下降到历史平均水平的11.3%。
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图6大堡礁从北到南数量变化

2、在大堡礁不同区域珊瑚礁数量变化不同,中部和北部珊瑚礁成年珊瑚群数量减少,因此这些区域珊瑚群生态恢复力也较差。

3、在北部的大蜥蜴岛(Lizard Island),由于热胁迫导致在2016年和2017年成年珊瑚育雏群体大量死亡,在大规模事件发生之后,2018年幼虫补充量下降89%。

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图7 白化事件发生后大堡礁珊瑚幼虫组成变化

4、有性繁殖珊瑚复育水平下降到历史平均水平的6.9%,无性繁殖珊瑚的复育为历史水平的36.5%。

5、白化事件后复育出的珊瑚群构发生实质性变化,珊瑚种群优势种由排卵珊瑚(Acroporids)变为排幼珊瑚(Pocilloporides)。

6、尽管南部珊瑚增多,北部珊瑚减少,但是南部珊瑚幼虫并没有发生从南向北迁移:北部温暖的环境不适合南部基因型的珊瑚存活。

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图8珊瑚幼虫与珊瑚覆盖度呈显著线性对数关系

  • 成年珊瑚育雏种群对反复发作的珊瑚褪色的抵抗力低,与恢复能力受损无关,凸显了珊瑚礁全球衰退的多方面进程。

总结

该研究测量了全球最大的珊瑚礁系统在极端热应力作用下存活下来的成年珊瑚数量,以及2018年为补充大堡礁而产生的新珊瑚数量。

与发生大规模白化事件前相比,成虫的减少导致珊瑚补给的崩溃。全球变暖严重影响了珊瑚礁的恢复力,每年产生的珊瑚幼虫数量以及在珊瑚礁上定居,是大堡礁恢复力的重要组成部分。

到目前为止,大堡礁已经经历了四次大规模白化事件,如果全球变暖没有实质性改变,未来还会继续发生大规模白化事件。

来源:nature、海洋与生命

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