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1 珊瑚礁晕使全球珊瑚远程健康调查成为可能 2022-12-01

珊瑚礁光晕,也被称为放牧光环或沙晕,是围绕着珊瑚斑礁的裸露沙质海底带。根据美国国家科学基金会(National Science Foundation,NSF)支持的夏威夷大学马诺亚分校科学家的研究,这些特征从卫星图像中清晰可见,为了解世界珊瑚礁健康提供了一个窗口。NSF海洋科学部的项目主任Cynthia Suchman指出,这项研究表明获得跨越长时段的地理空间数据价值重大,特别是在了解捕鱼这样的人类活动对整个生态系统的影响方面。研究成果发表在《美国博物学家》(The American Naturalist)上 科学家持续对热带地区珊瑚礁光晕开展了几十年的观察,并解释它们的产生与鱼类和无脊椎动物密切相关,它们通常隐藏在一片珊瑚中,冒险去捕获覆盖在周围海床上的藻类和海草。对其他捕食者的恐惧使这些较小的动物习惯于隐藏在靠近珊瑚礁的安全地带,并专注于珊瑚礁附近的海洋植物。 这项由Elizabeth Madin领导的研究中,研究小组分析了20世纪60年代全球各地的高分辨率卫星图像和历史航拍图像。研究人员记录了热带地区以外海草礁光环的存在,并揭示了珊瑚礁光环变化、合并和持续存在的时间尺度,进而在全球珊瑚礁上发现了珊瑚礁光晕。珊瑚礁光晕在世界各地比我们预期的要普遍得多,它们的发展是动态的,光环可以在相对较短的时间范围内(大约是几个月)改变大小,航拍图可以追溯到它们持续存在了至少半个世纪。 珊瑚礁光环与旨在保护捕食者和食草动物物种不被过度捕捞的海洋保护区有关。以前的研究表明,光环的存在是捕食者(可能还有食草动物)从捕捞中恢复的一个潜在指标,而光环的大小可能表明食草动物的恢复。作者表示,一旦能够解读光环给我们提供的关于珊瑚礁生态系统健康的线索,特别是在植物和食鱼性珊瑚鱼种群的健康方面,就可以开发一种工具,使科学家、珊瑚礁管理人员、保护工作者和其他人能够远程和廉价地调查珊瑚礁并了解它们的情况。这种方法永远不会完全取代水下珊瑚礁监测,但将提供一个关于珊瑚礁在更大空间和时间范围内的第一手资料,我们将得到更多传统水下调查以外的信息。(张灿影 编辑) 查看详细>>

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2 新研究揭示了墨西哥湾珊瑚礁的气候风险 2022-12-01

新研究显示,到本世纪中叶,墨西哥湾和加勒比海的海洋温度将超过珊瑚健康的临界阈值,但大幅减少温室气体排放行动可能会减缓气候变暖,给珊瑚和珊瑚保护计划带来多达20年的调整时间。莱斯大学、科罗拉多大学博尔德分校和路易斯安那州立大学的研究人员利用计算机模型模拟了2015-2100年期间两种情景下的气候变暖,一种是排放非常高的“一切照旧”情景,另一种是排放减少到较高水平的情景。该研究受到美国国家科学基金会(NSF)的资助,研究成果发表在《Journal of Geophysical Research:Biogeosciences》杂志上。 研究人员发现,减少碳排放可能会推迟健康珊瑚礁区域极端海洋温度的出现。1950年以来,全球珊瑚礁上的活珊瑚覆盖率下降了约50%,加勒比海和墨西哥湾的珊瑚礁几乎没有活珊瑚覆盖面积超过10%的案例。佛罗里达州西部干托尔图加斯国家公园和德克萨斯州和路易斯安那州海岸附近的花园堤岸国家海洋保护区的珊瑚礁是明显的例外,活珊瑚覆盖率超过50%。 加勒比地区和佛罗里达州部分地区的海洋温度最早可能在2050年达到温度极限,对珊瑚的生存构成严重威胁。如果我们立即采取行动,改变我们的能源消耗结构,就可以帮助保护和保持我们拥有的高珊瑚覆盖珊瑚礁。(张灿影编译) 查看详细>>

来源:美国国家科学基金会 点击量:0

3 Science Advances:生物学家确定了珊瑚的抗病特性 2022-12-01

在美国国家科学基金会(U.S.National Science Foundation,NSF)的资助下,德克萨斯大学阿灵顿分校(The University of Texas at Arlington,UTA)的研究人员开展了一项研究,为确定珊瑚抗病性状提供了一个新的框架,并探索了物种生存背后的过程。研究结果于近期发表在《科学进展》(Science Advances)上。 生物学家Laura Mydlarz和来自德州阿灵顿大学、莫特海洋实验中心和维尔京群岛大学的研究者们开展了合作,对加勒比海地区七个造礁珊瑚物种在受控暴露于白化病毒后的免疫反应进行了测量,白化病毒是一种导致珊瑚死亡的传染性病原体。 NSF海洋科学部项目主任Dan Thornhill指出,加勒比海的珊瑚礁正处于急剧衰退之中。像白化病毒这样的疾病正在迅速杀死原本已稀少的珊瑚。因此,了解这些疾病传播的原因和方式非常重要。该团队的研究为了解相关过程提供了一个新的视角。 科学家们追踪了三种反馈:1)物种的病变发展过程;2)基因表达在物种间的差异;3)以及对导致疾病风险差异的表达水平的适应。研究人员提到,他们确定了珊瑚出现疾病病变的时机。病变形成的因素是复杂和多面的,涉及到环境诱因、基因表达模式和代谢老化细胞的能力等多方面因素。 先前关于珊瑚疾病和免疫的研究已经成功地确定了疾病诱导基因,这些基因有助于细胞程序性死亡、自噬、细胞外基质的维持、脂质代谢和蛋白质运输等生物过程。然而,比较抗病性或易感性在不同的珊瑚物种之间的免疫反应,将特定的疾病表型与基因表达联系起来,并确定适应性或可塑性抗病性相关的表达模式仍有待研究。Mydlarz强调,该研究对了解免疫系统对感染的反应和物种特异性抗性机制之间的差异至关重要。(刁何煜编译) 查看详细>>

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4 全球珊瑚礁区域海洋热浪/冷浪事件变化特征及可能机制获揭示 2022-11-14

近日,中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室(LTO)研究员王春在团队首次揭示了当前和未来全球变暖情景下暖水珊瑚礁区域的海洋热浪/冷浪事件特征及可能物理机制。该研究以姚玉龙博士为第一作者、王春在为通讯作者发表在Progress in Oceanography(《海洋学进展》)上。 全球暖水珊瑚礁主要分布在30°S-30°N的热带和亚热带浅海海域,最适宜的生长温度一般为20-28℃,超过这个范围可能导致珊瑚体内的虫黄藻逸出,从而表现为珊瑚礁白化。珊瑚礁生态系统因具有极高的生物多样性,而被称为“海洋中的热带雨林”,是全球海洋生态系统的重要组成部分。海洋热浪(冷浪)是指发生在海洋中的极端高温(低温)事件,定义为海表温度至少连续五天超出(低于)气候平均态90(10)百分位阈值。 近几十年来,海洋热浪和冷浪给全球珊瑚礁生态系统带来严重威胁,特别是海洋热浪与全球几次大规模珊瑚礁白化事件密切相关。该研究表明,1982-2021期间全球珊瑚礁区域海洋热浪快速增加,年均总天数趋势为10.3天/10年;海洋冷浪快速减少,年均总天数趋势为-9.9天/10年,都快于全球同期平均值。CMIP6多模式结果也同样表明未来(2022-2070)全球珊瑚礁区域海洋热浪增多而海洋冷浪减少,且海洋热浪与冷浪的发生面积比在SSP245全球变暖情景下高达28倍,SSP585全球变暖情景下高达109倍。 上层海洋变暖(0-700米)是导致当前全球珊瑚礁区域海洋热浪增多而海洋冷浪减少的主要原因。未来全球变暖背景下,海洋热浪和冷浪持续时间的差异是导致两者发生面积悬殊的重要因素。为了避免未来发生更多珊瑚礁白化事件,将增温控制在1.5℃内非常重要。此外,由于厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)事件对全球珊瑚礁区海洋热浪的发生有重要影响,因而预估全球变暖下极端ENSO事件的变化特征是预测珊瑚礁白化事件的关键。 本研究得到了国家自然科学基金重大项目、国家重点研发计划、国家自然科学基金青年项目、中国博士后科学基金等共同资助。 相关论文信息:Yao,Y.,Wang,C.,Marine heatwaves and cold-spells in global coral reef zones,Progress in Oceanography(2022),doi:https://doi.org/10.1016/j.pocean.2022.102920. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079661122001793 查看详细>>

来源:中科院南海海洋研究所 点击量:2

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