《气候变暖环境下大型藻类群落向珊瑚群落演变》

  • 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:2018-09-11
  • 珊瑚和大型藻类群落受到全球气候变化的威胁,其栖息地的全球退化可能会对生物多样性、生态功能和海洋资源产生巨大的影响。然而,最近针对暖温带地区的研究发现,生物群落从温带大型藻类群落转变为热带珊瑚群落,既揭示了全球气候变暖环境下珊瑚潜在的自我保护机制,又说明大型藻类群落被变暖的气候所淘汰。虽然这种群落的转变在地理空间上正在扩大,但我们对于转变过程的理解仍然十分有限。

    Naoki H. Kumagai等人 重建了从1950年到2015年45种大型藻类、珊瑚和食草鱼类的长期气候驱动空间变化,范围包括从热带到亚北极地区的日本列岛,横跨3000公里。结果发现,海洋变暖正在促进大型藻类向珊瑚的转变,这种转变是由于在主要的极向流动系统的推动下,促使热带珊瑚和食草鱼类扩散到现有的温带大型藻类群落中。此外,研究结果还证明了气候变暖与外部力量之间的相互作用对海洋流体等生物体的扩散产生的重要作用,催生群落层面的反应,同时伴随着生态系统结构和功能的变化。

    此外,我们发现,随着未来气候变暖,从大型藻类群落向珊瑚群落的转变可能会加速,并影响群落的长期稳定性,这凸显了在未来气候变化下这些不断发展的群落的复杂性。我们的研究结果强调了气候变化范围的复杂性,并预测物种目前的膨胀速度快于收缩的瞬态动态,从而增加了分布范围。未来可能需要针对气候变化进行更积极的管理来保护这些群落。

    (傅圆圆 编译)

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    • 编译者:mall
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    • 珊瑚及其共生藻(虫黄藻)对温度变暖的敏感性已受到科学界广泛关注,然而,仅少数研究认为,人为输入物(如金属污染物)已经对许多岸礁产生影响。值得注意的是,镍释放现象在现今的沿海生态系统中很常见。 本研究应用底栖室实验,将两种主要的造礁珊瑚—美丽轴孔珊瑚(Acropora muricata)和细枝鹿角珊瑚(Pocillopora damicornis)暴露于原位环境和中等镍浓度环境中1小时。同时,在实验室条件下测试了于中度镍浓度环境中慢性暴露8周和海洋变暖对美丽轴孔珊瑚的共同作用。原位试验表明,在环境温度(26℃)中,富镍环境刺激两种珊瑚27~47%钙化生长,而对光合作用无影响。相比之下,暴露于较高的镍浓度以及水族箱模拟的高温中,严重抑制了30%美丽轴孔珊瑚(A. muricata)的钙化生长。 本研究总结了慢性镍富集与全球变暖对珊瑚成年生活阶段的综合影响,研究结果强调镍对两种主要造礁珊瑚钙化生长的双重作用:在环境温度下对珊瑚钙化生长有积极作用,但当水温升高时,则会抑制其生长。 解释镍刺激珊瑚钙化的假设之一是镍在尿素酶中起结构作用,可以参与钙化过程。然而,该假设还需要实验来证实。研究发现,我们的数据集表明温度和镍对珊瑚的负面协同作用,对于使得珊瑚的生长速率更低:镍会加剧海洋变暖对A. muricata生长的负面影响。 此项研究集中阐明了金属与海洋变暖的共同效应。然而采矿作业过程或径流中可能会同时释放多种金属。但截至目前,很少有研究关注金属间的相互作用,金属混合物可能会降低或增加其对珊瑚的毒性或生物利用度。因此,在慢性和中度镍输入以及海洋变暖的同时作用下,珊瑚增长率已下降37%,若加之珊瑚聚集区遭受诸如海洋酸化等其他与未来的变暖问题密切相关的威胁,珊瑚则可能会变得更加脆弱。 本研究重要结论: ? 镍可随周围水温变化促进或抑制珊瑚钙化生长。 ? 在环境温度(26℃)下,镍富集可增加两种测试珊瑚种的钙化速率。 ? 热海水和富镍环境使得美丽轴孔珊瑚的钙化生长率降低30%。 (刘雪雁 编译)
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    • 编译者:mall
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    • 斯克里普斯海洋学研究所(以下简称Scripps)的研究人员发现,生活在高产水域的珊瑚有充分吸收利用食物的便捷条件。10月18日发表在《当代生物学》(Current Biology)杂志上的这篇文章,重新评估了对珊瑚生存方式的科学理解,并有助于预测珊瑚在气候变化条件下的恢复程度。 珊瑚礁生长的地方被称为海洋里的沙漠,那里的海水虽然温暖、清澈但比寒冷海水的营养更少。此前,研究人员将珊瑚的生存与生活在珊瑚体内的共生藻联系起来。珊瑚为藻类提供庇护所和营养物质,并交换共生藻体内的碳水化合物。据估计,这些藻类可以为一些珊瑚提供高达95%的日常能量需求。 然而,生活在叶绿素浓度较高水域的珊瑚,其更多的能量来自于对浮游生物和其他微生物的摄食,表明一些珊瑚对藻类的依赖程度较低,这可能对珊瑚的恢复能力有一定程度的影响。叶绿素浓度是海洋营养物质的重要指标,指示着海洋表层浮游植物的数量。浮游植物是大多数海洋食物网的基础,也是浮游动物的食物,而浮游动物是珊瑚最喜爱的食物。Scripps的博士生、该研究的主要作者Michael Fox说:“文章首次为这样一个简单的假设提供了有力证据——珊瑚在食物丰富的地方会吃得更多。” 尽管听起来较为简单,但由于缺乏足够的数据和技术,珊瑚礁生态学家在过去的30到40年里一直无法对珊瑚的捕食规模进行研究。目前通常利用稳定同位素来追踪生物的代谢过程。该研究通过分析从太平洋中部采集的珊瑚标本与共生藻之间碳同位素特征的差异得出上述结论。 (刘思青 编译)