《海洋变暖和镍富集影响造礁珊瑚生长》

  • 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:2017-06-05
  • 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)

  • 原文来源:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0025326X17304113
相关报告
  • 《造礁珊瑚对变暖的海洋具有出乎意料的适应性》

    • 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:liguiju
    • 发布时间:2019-10-31
    • 根据澳大利亚海洋科学研究所(AIMS)和斯坦福大学的科学家的最新研究,美属萨摩亚的一个主要造礁珊瑚物种在2015年和2017年炎热的夏天反复遭受漂白事件后幸存下来,而其他物种则灭绝了。 这项研究的主要作者西澳大学海洋研究所研究员Luke Thomas博士提到,他的发现也适用于澳大利亚珊瑚礁,因为这些珊瑚物种也在澳大利亚水域中发现。 Thomas博士提到,这项研究为珊瑚应对迅速的气候变化的能力提供了更为乐观的看法。当它们所生活的水变得太热时,珊瑚就会漂白,它们会排出五颜六色的共生藻类,从而通过光合作用为它们提供能量。有记录以来最严重和最广泛的漂白发生在2015年至2017年,影响了全球三分之一以上的珊瑚。 过去十年来,科学家一直在研究奥富岛(Ofu)附近的珊瑚,因为它们可以承受一天中较大的温度变化,这会导致其他地方的大多数其他珊瑚漂白。2015年夏天是人们第一次看到它们漂白。 研究人员观察了这种漂白的作用,并在两年后的第二个观察中观察到了两个相关物种,即姬菇(Acropora gemmifera)和风信子(Acropora hyacinthus)。虽然这两个物种都从第一次漂白中反弹回来,但双孢蘑菇也从第二次漂白中恢复过来,而消灭了90%的风信子菌落。 密切相关的物种之间的弹性差异是出乎意料的。Acropora属中的分支珊瑚是横跨太平洋和印度洋的珊瑚礁的骨干。棘足动物有一百多种,直到现在他们还认为它们都对热非常敏感。但他们发现,不同物种之间对反复漂白的适应能力可能存在很大差异,这表明它们对应对快速气候变化能力的看法更为乐观。 美属萨摩亚奥富岛附近的珊瑚在一天的时间内可以承受较大的温度变化。他们在2015年首次经历了漂白。 比较这两个物种的反应,发现生存的关键在于两个差异:第一次漂白后,它们的基因活性恢复正常的速率,以及与珊瑚缔合的共生藻类的耐热性。 这些发现以及AIMS对珊瑚对气候变化的适应机制的正在进行的研究,使研究人员能够确定哪些物种和种群自然更具韧性,应将其作为恢复和保护方法的目标。托马斯博士提到,他们想弄清楚什么珊瑚可以在气候变化中生存,并鼓励它们。这项研究发表在《分子生态学》(Molecular Ecology)杂志上。 (王琳 编译)
  • 《WHOI研究显示海洋酸化对珊瑚生长影响显著》

    • 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:liguiju
    • 发布时间:2020-09-03
    • Enable Ginger长期以来,科学家们一直怀疑海洋酸化正在影响珊瑚骨骼构建能力,但要将酸化的影响与同时影响珊瑚生长的海洋温度变暖的影响分离开来,一直是个挑战。伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的最新研究揭示了海洋酸化对世界上一些标志性珊瑚礁的珊瑚生长影响显著。研究人员通过研究世界上最大的珊瑚礁系统大堡礁和中国南海的两个珊瑚礁,指出这些珊瑚礁的骨骼密度显著减少,主要原因是由于自1950年以来这些珊瑚礁周围水域的酸度增加。该研究已于8月27日发表在《地球物理研究通讯》(Geophysical Research Letters)期刊上。 论文第一作者Weifu Guo指出,这项研究第一次明确地检测和归因了海洋酸化对珊瑚生长的影响,证明海洋酸化对大堡礁和中国南海的主要造礁珊瑚物种的生长有显著影响。随着未来几十年海洋酸化的进展,这些影响可能会加速。论文合著者、WHOI科学家Anne Cohen表示,全球排放的二氧化碳大约有三分之一被海洋吸收,导致海水pH值较工业化时代平均下降0.1个单位,这种现象被称为海洋酸化。海洋酸化已经导致海水中碳酸盐离子的浓度下降20%。诸如珊瑚等依靠碳酸钙形成骨骼的动物,正面临着海洋pH值持续下降的危险。海洋酸化悄无声息地削弱珊瑚的强度,就像骨质疏松症影响人类骨骼健康一样。 研究人员分析了已发表的关于孔珊瑚骨骼的数据,并结合了太平洋中部礁石的孔珊瑚的三维CT扫描图像。通过研究1871年、1901年和1978年的珊瑚骨骼档案,确定了珊瑚的年生长率和骨骼密度,并将这些信息、珊瑚礁的历史温度和海水化学数据输入到一个模型中,以预测珊瑚对不断变化的环境条件的反应。研究发现,从1950年左右开始,海洋酸化导致大堡礁(13%)和中国南海(7%)的孔珊瑚的骨骼密度显著下降。但是在珊瑚礁不受污染、过度捕捞和陆地径流影响的凤凰群岛和太平洋中部,海洋酸化对同类型的珊瑚没有影响。 研究人员指出,虽然全球范围内海洋酸化的最大驱动因素是二氧化碳的排放,而来自陆地的污水和径流会加剧这种影响,导致珊瑚礁附近的海水pH值进一步降低。大堡礁和南海珊瑚骨骼密度的下降主要归因于海洋酸化和径流的共同作用。太平洋中部海洋保护区的珊瑚礁迄今为止没有受到这些影响。这种方法为确定海洋酸化对世界各地珊瑚礁的影响开辟了一条新途径,即专注于礁石系统保护,通过减轻本地影响并保护礁石。 (冯若燕  编译) Cannot connect to Ginger Check your internet connection or reload the browserDisable in this text fieldEditEdit in GingerEdit in Ginger×