《新研究追踪过去一个世纪太平洋珊瑚礁严重白化事件》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: mall
  • 发布时间:2018-11-23
  • 随着气候变化导致的海洋温度上升,世界上许多珊瑚礁正在经历大规模的白化和死亡。对多数珊瑚来说,这是第一次遭遇极端高温。然而,对于太平洋中部的一些珊瑚礁而言,厄尔尼诺引起的热浪是它们日常的生活环境。目前科学家还不清楚这些珊瑚礁是如何适应反复出现的极端高温环境。伍兹霍尔海洋研究所的一项最新研究揭示了处于厄尔尼诺中心的珊瑚礁白化历史,以及部分珊瑚在面临极端环境后是如何恢复的,研究成果发表在《Communications Biology》杂志上。

    当水温略微上升时,活珊瑚细胞内的共生藻类就会产生有毒物质,并被珊瑚排出。藻类通常为珊瑚提供食物、能量和以及色泽。如果没有它们,珊瑚就会白化致死。研究团队前往夏威夷以南1400英里的贾维斯岛,研究极端气候对该地区珊瑚的影响。由于贾维斯岛既偏远又属于海洋保护区,物种丰富度十分高,但由于处于太平洋中部,相比于其它地方的珊瑚礁,它们经历了更为极端的由周期性厄尔尼诺事件引起的极端热浪的洗礼。

    由于2015年之前没有贾维斯岛上的珊瑚礁白化观测记录,该团队选取了具有100多年历史的老珊瑚并提取了核心样本,开创了一种能够记录珊瑚礁历史的骨骼活检方法。通过对样本进行CT扫描,首次在珊瑚礁的物理结构中发现多种白化证据,并表明最早在1912年就开始出现白化。此外,研究发现,当珊瑚礁白化时,这些巨大的旧珊瑚会褪去“应力带”,也就是一层致密的碳酸钙,这种类似骨头的物质构成了珊瑚的结构。这些带在CT扫描中清晰可见,并与历史上的热浪事件相呼应。

    贾维斯岛每4-7年经历一次高于平均水平的温度,这可以追溯到几十年甚至几百年前。研究小组发现,每一次的热浪侵袭,珊瑚礁都经历了严重的白化,但似乎每次都能够迅速恢复。根据研究样本数据,研究人员认为附近的洋流是珊瑚礁恢复的一个主要原因。海底的地形,加上海面信风的力量,把冰冷、营养丰富的海水从深海带到表层。这种上升流滋养了珊瑚礁周围密集的鱼类和其他水生生物,消耗掉了与珊瑚竞争的海藻。在这个过程中,它们为新的、年轻的珊瑚虫留下了最终定居下来的空间。

    贾维斯岛上的珊瑚礁经历过多次漂白和恢复,为研究人员提供了新的视角,以更好地了解世界上最具弹性的珊瑚是如何在严峻的珊瑚白化压力下生存的,这对于了解其他珊瑚礁生态系统如何在未来重新生长至关重要。但2015年的超级厄尔尼诺使得贾维斯经历了前所未有的高温,导致95%的岛屿珊瑚死亡。目前最重要的问题是这是否超出了珊瑚礁能够恢复的底线。未来几年内珊瑚礁的恢复情况将真正帮助研究人员了解严重的白化现象。

    (张灿影 编译)

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    • 编译者:mall
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    • 长期以来科学家们一直认为,太平洋中部和东北部的水域不适合深海珊瑚物种的生存。佛罗里达州立大学(FSU)的科学家Amy Baco Taylor与德克萨斯农机大学的研究人员合作,利用自主水下航行器调查了西北夏威夷群岛的海山。在那里,他们发现了一种石珊瑚(scleractinia)。相关研究成果发表在Scientific Reports上。这种石珊瑚生长在不利于其生存的环境中,它们一般定居在海底并长出骨架,抵抗溶解来保护自己柔软的身体。 一些海洋地区,如北大西洋和南太平洋,是深海石珊瑚礁的常见栖息地。很多因素使得科学家相信,这些珊瑚不太可能在北太平洋深处被发现。因为北太平洋的霰石(aragonite)水平很低,这种矿物质是石珊瑚礁骨骼结构形成所必需的,所以在此珊瑚虫很难形成自己坚固的骨骼。此外,北太平洋碳酸盐的溶解速率—衡量珊瑚骨架中碳酸盐物质溶解速度的一个量度,超过北大西洋两倍。所以,珊瑚礁根本就不应该在北太平洋存在。 “我自1998以来一直在探索夏威夷群岛的深海,也很清楚在这种深度发现珊瑚礁的存在绝对是意想不到的”,Baco Taylor说,“即使珊瑚可以克服低浓度霰石因素并建立强大的骨架,珊瑚礁上有些区域也只是暴露的骨骼,容易被溶解,因此我们不应该会找到珊瑚礁的堆积物。” 研究人员假设了一些珊瑚礁成功在此生存的潜在原因。其中,珊瑚礁生长区的叶绿素浓度较高,表明丰富的食物可能为低浓度霰石的水体提供了钙化所需的多余能量。但这仍不能解释珊瑚礁为什么存在于这种不寻常的深度,所以仍然是个谜。 对珊瑚礁的意外发现促使一些科学家重新考虑海洋酸化对脆弱珊瑚群的影响。在世界各地珊瑚礁大规模消亡的事件引发恐慌的时候,这些发现可能会带来一线希望。研究人员认为,这些结果表明,海洋酸化对深水珊瑚的影响可能没有预期的那么严重。但是太平洋海山中的这些珊瑚的恢复能力仍有待研究。 (王琳、罗璇 编译) 原文链接:https://www.nature.com/articles/s41598-017-05492-w
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    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:mall
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    • 近日,国际珊瑚礁学会(ICRI)发布了NOAA更新的《珊瑚礁保护战略规划》(NOAA Coral Reef Conservation Program Strategic Plan),更新后的战略规划概述了NOAA保护珊瑚礁生态系统及其所提供的一切的愿景。ICRI呼吁虽然现在还有时间保护和恢复这些卓越的生态系统,但我们必须立即采取行动。 珊瑚礁是保护人类生命、生计最有价值的沿海基础设施,但其生态系统却不断受到威胁,经常遭受慢性压力和严重破坏。 该战略规划将指导未来的珊瑚礁研究和保护工作。规划确定了减少对珊瑚生态系统的三大威胁:“气候影响”、“不可持续的捕捞”和“陆基污染源”的方法,并纳入了一个新的工作重点——珊瑚种群恢复。 更新后的NOAA珊瑚礁保护计划是四大重点领域概述如下: 愿景:恢复繁茂、多样性的珊瑚礁,为当代和未来保护这些卓越的生态系统服务。 ? 增强应对气候变化的能力 战略1:支持基于恢复力的管理方法 ? 改善渔业可持续性 战略1:提供珊瑚礁渔业管理所必需的数据 战略2:建设珊瑚礁渔业的能力管理 ? 减少陆源污染 战略1:制定、协调和实施流域管理计划 战略2:在地方一级建立和维持流域管理能力 ? 恢复珊瑚种群 战略1:改善珊瑚的生境质量 战略2:防止珊瑚及其生境可避免的损失 战略3:提高种群恢复力 战略4:改善珊瑚的健康和生存 这些规划基于珊瑚恢复能力的管理方法,是具有指导性的,并设定了到2040年可量化的长期保护目标。通过实施针对每个重点领域的具体战略,本计划旨在提高美国恢复和保护珊瑚的能力,保持生态功能,并改善珊瑚种群,补充珊瑚栖息地、改善珊瑚生境、水质和主要珊瑚礁渔业物种。 协作至关重要。虽然本规划是在短期内的指导性规划,但它有着远大目标,其涵盖的工作远远超过一个规划所能实现的范围。因此,为了提高目标的成功率,本规划确定了在整个保护区建立伙伴关系的机会。 相关阅读: “NOAA珊瑚礁保护战略规划”创立于2000年,是NOAA依据“珊瑚礁保护法”和13089号总统令“保护珊瑚礁”应履行的职责。规划汇集了NOAA和合作伙伴的专业知识,包括联邦管理人员、州和地区政府、学术机构、非政府组织和社区组织。该项目的工作地点:美属萨摩亚、北马里亚纳群岛联邦、佛罗里达州、关岛、夏威夷、波多黎各、美属维尔京群岛。本项目还支持夏威夷西北部群岛、太平洋偏远岛屿地区,墨西哥湾花园堤岸国家海洋保护区和加勒比和太平洋国际地区的珊瑚礁研究和保护。 珊瑚礁的作用: ? 估计全球有5亿人依靠海岸线、珊瑚礁维持生计。 ? 保守估计珊瑚礁旅游业的全球价值为每年360亿美元。如果加上食物生产和沿海保护,其服务全球所创造的价值估计每年为1720亿美元。 ? 依赖珊瑚礁和相关栖息地的美国渔业年度商业价值估计超过1亿美元。以珊瑚礁为基础的休闲渔业每年的商业价值也超过1亿美元。 ? 珊瑚礁也是天然防波堤,它能削弱97%的波浪能,为沿海地区提供风暴潮和洪水保护。 当前珊瑚礁受到的威胁: ? 在过去50年,全世界50%的热带珊瑚礁消失了—全球珊瑚白化事件(2014年至2017年)期间死亡了20%。 ? 珊瑚受到前所未有的严重破坏和大规模的威胁。1998年和2010年的珊瑚暖化事件在全球范围内影响了48%的珊瑚礁;在第三次全球珊瑚白化事件(2014年至2017年)期间,所有热带珊瑚礁都经历了异常的海洋温度事件。科学家们警告这些事件以后可能每年都会发生,而不是十年一次。 ? 海洋鱼类中有25%依赖珊瑚礁栖息地生存。如果减少50%的栖息地估计会对10亿依靠渔业生活的人产生影响。 (谢玉芳、王秀娟 编译)