近年来,珊瑚失去共生藻类—虫黄藻(anzoxanthellae)而引发严重白化的概率比四十年前高4倍。珊瑚白化是全球变暖的直接结果,全球气温升高会导致海洋热浪,给活着珊瑚动物以及它们赖以生存的光合藻类带来严峻生存压力。这种热应激会导致珊瑚共生藻类机能失调,而被珊瑚排出,从而使珊瑚失去颜色并呈现白色。
由于全球变暖对极有价值的珊瑚礁生态系统造成了越来越大的生存压力,科学家们正在寻找减少珊瑚热应激的新方法。百慕大海洋科学研究所(Bermuda Institute of Ocean Sciences,BIOS)助理研究员Yvonne Sawall从事的一项新研究表明,使用人工上升流(AU)或使用较冷的深水降低海水热量的方法可以减轻珊瑚的热应激。
上升流是海洋表层水在风场的作用下被推离、辐射至海岸带等区域,使深部冷水得以上升至海水表面的一种自然的海洋学过程。上升流把深水区大量的海水营养盐(磷酸盐、硝酸盐等)带到表层,提供了丰富的饵料,并构成海洋生产生态系统的基础,而海洋生态系统为世界上许多最重要的商业渔业提供了支持。
AU是一种使用泵将深部海水带到表层的地球工程方法。最初用于给渔场施肥以增加鱼类种群或隔离二氧化碳(CO2),如果合理地设置AU作用海水深度和强度条件,形成人工上升流,也可用于冷却表层海水。
Sawall提到,预计未来几十年,海洋变暖和热浪的发生频率和强度都会有所增加,我们需要考虑采用非常规的方法来保护珊瑚礁。
在德国研究基金会的资助下,Sawall和她的合著者对百慕大的三种浅水造礁珊瑚物种进行了研究:蒙塔斯特里亚Cavernosa(大星珊瑚),Porites astreoides(芥末山珊瑚)和Pseododiploria strigosa(对称脑珊瑚)。
研究小组收集了百慕大Sea Venture Shoals 水深15英尺(5米)的活珊瑚碎片,并将它们放置在BIOS的水族馆中,以测试在热压力下深层冷水脉冲(AU)对珊瑚产生的降温作用及影响。实验模拟了多种温度状态下活珊瑚碎片的生存状态:夏季平均温度(28°C);引起白化的热应激温度(31°C);每天从164英尺(50 m,24°C)的水深进行热应激处理;以及每天从300英尺(100 m,20°C)深度进行热应激处理。用于该实验的深部海水通过BIOS研究船(R / V)Atlantic Explorer,在距离百慕大平台约2英里(3公里)海域收集所得。
研究结果表明,即使是短暂的深部冷水入侵(每天少于两小时)也可以减轻珊瑚的热应激反应。与仅受热作用的珊瑚相比,同时受热和人工上升流作用的珊瑚具有更高的虫黄藻群落,且在更深层的水中进行模拟时,人工上升流对减轻珊瑚的热应激效果更显著。
Sawall认为,他们的研究显示了AU在热浪中的潜在好处。下一步目标是找到合适的设置条件,以最大程度地发挥其效应,同时最大程度地减少AU对珊瑚及其生态系统造成的潜在的危害
(熊萍 编译)