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编译者:liguiju发布时间:Oct 11, 2019点击量:3819 来源栏目:科研动态

包括三名德州农工大学研究人员在内的一组科学家首次发现,微观海洋生物对于珊瑚礁的生长和维持这些重要的生态系统至关重要。该团队包括来自德州农工大学的助理教授Kathryn Shamberger、海洋学系学生Andrea Kealoha和地理学系副教授Brendan Roark,他们在美国地球物理联合会的《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)上发表了他们的研究成果。其他合作者来自加利福尼亚大学尔湾分校、伍兹霍尔海洋研究所、美国国家海洋与大气管理局和夏威夷海洋生物研究所。研究人员检查了夏威夷的卡纳乌河湾(Kāne?ohe Bay)堡礁和称为微粒有机物(POM)的微小颗粒,其中包括浮游植物。他们的结果表明,来自远洋的POM有助于为珊瑚礁生态系统的生长提供能量。

Shamberger提到,他们在论文中做的一个重要区分是,他们正在研究来自近海的‘海洋POM’,它是由洋流和海浪带到礁石上的。珊瑚礁生物会产生大量的POM,而这些POM正是珊瑚礁赖以为生的。长期以来,人们都知道,以‘珊瑚礁POM’为食对保持珊瑚礁生态系统的健康非常重要。他们使用碳同位素来区分海洋POM和礁石POM。

钙化是海洋生物制造碳酸钙骨架和贝壳的过程。钙化作用(主要是由珊瑚和珊瑚藻类产生)是构成珊瑚礁三维结构的要素,为整个生态系统提供了栖息地。Shamberger还提到,珊瑚礁不断被海浪、洋流和珊瑚礁生物侵蚀和破坏。礁石必须足够快地钙化,以在所有这些破坏性过程中维持礁石结构,因此更快的钙化可能对生态系统有利。

在海洋的许多地区,珊瑚和其他生物的钙化会形成保护沿海社区的珊瑚礁,产生迷人的白色沙滩,并为成千上万种生活在珊瑚礁上的物种创造栖息地。珊瑚礁通常是健康海洋状况的指标。研究表明,即使珊瑚礁覆盖不到1%的海洋,但珊瑚礁却是地球上最多样化的生态系统之一,并且至少拥有所有海洋生物的四分之一。

该论文的首席研究员Andrea Kealoha目前是夏威夷毛伊大学的研究人员,他说,提供给珊瑚礁的海洋POM越多,珊瑚礁就必须消耗更多的食物,并且钙化程度也就越高。Keahola提到,有几项研究假设情况确实如此,当他们在实验室中喂食珊瑚POM时,它们的钙化作用更大。Shamberger提到,先前的研究表明,气候变化是导致珊瑚礁数量下降的重要因素。

研究表明,气候变化已经在损害珊瑚礁,特别是通过海洋变暖,而且还受到其他气候变化影响,包括海洋酸化和风暴加剧。对海洋的另一个影响是气候变化正在使部分开放海洋的地表水生产力降低。越来越少的营养物质使其进入了开放海域表面,这意味着浮游植物的生长能力降低了。Shamberger认为,由于浮游植物是海洋食物网的基础,因此,从其他浮游生物到鱼类等,浮游植物的数量减少就意味着其他一切都减少了。

这项研究表明,珊瑚礁可能还需要来自开放海域(海洋POM)的浮游植物才能钙化并快速生长,以维持珊瑚礁的结构,从而维持整个生态系统。这证明气候变化导致开放海域生产力下降也可能导致珊瑚礁生长减慢,这加剧了许多处于压力之下的珊瑚礁。另外在气候变化压力下,拥有大量海洋POM的珊瑚礁可能能够更好地保持其生长。

Shamberger还指出,这项研究有两大方面:第一,要了解珊瑚礁对气候变化的敏感性,研究人员除了要研究珊瑚礁水域外,还必须研究附近的开阔海洋。其次,研究结果可能有助于珊瑚礁研究人员确定对气候变化特别敏感或具有复原力的珊瑚礁,这可以帮助将恢复力较好的珊瑚礁优先用于其他类型的保护,例如降低捕鱼压力和陆地污染。海洋中的POM减少意味着向礁石提供的食物减少,珊瑚礁的增长可能会下降。但是研究结果也表明,即使在海洋酸化等压力条件下,海洋POM仍可能帮助珊瑚礁继续钙化和生长。

(於维樱 编译)

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