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1 曾经被认为是单一物种的珊瑚实际上是两种 2021-10-15

2016年,在美属维尔京群岛圣约翰海岸附近的一次夜间潜水,两名珊瑚礁研究人员看到了意想不到的事情:一个长着细长、舞动枝条的珊瑚群正在向水中释放幼虫。虽然这种繁殖方式并不罕见,但这种行为令人惊讶地方在于这种珊瑚是Plexaura kükenthali珊瑚。几十年来,科学家们一直在争论Plexaura kükenthali珊瑚是独立的物种,还是与另一种被称为丛状珊瑚的同一物种。因为我们知道Plexaura kükenthali珊瑚会将精子和卵子(不是完全形成的幼虫)送入水中,这个发现为科学家们的研究带来了新视角。 伴随而来的一个深奥的问题是:物种到底是什么?是不同的物种,还是实际上是一样的,只是被描述为不同的物种,然后融合在一起,然后再次分离。通过对形态、基因组、繁殖和共生差异等方面的全面评估,最新发表在《珊瑚礁》(Coral Reefs)杂志上的一项新研究的结果表明它们是不同的物种。 在形态学上,研究小组发现了每个物种产生的被称为棒状和纺锤状的碳酸钙结构的形状和大小的变化。此外,科学家们还发现两个物种的基因组存在很大的遗传差异,并观察到繁殖时间和方式的差异。P.kükenthali和P.homomalla倾向于寄主不同类型的藻类作为共生体。同时,也发现了一些有趣的事情,这两个物种的特征有些重叠。例如,尽管形状和大小的总体趋势表明了形态上的不同,但P.kükenthali和P.homomalla上的一些梅花形和纺锤形就非常相似。此外,研究人员还发现了一个珊瑚群落,它似乎是P.kükenthali和P.homomalla之间的杂交,这表明这些密切相关物种之间的杂交仍在发生,尽管这种现象的频率尚不清楚。(刘思青编译) 查看详细>>

来源:纽约州立大学布法罗分校 点击量:200

2 世界珊瑚礁现状报告显示过去十年间全球珊瑚损失14% 2021-10-13

珊瑚礁分布在全球100多个国家和地区,虽然它们仅占海底的0.2%,但它们支撑着至少25%的海洋物种,并支持安全、海岸保护、数亿人的福祉、粮食和经济安全。由珊瑚礁提供的商品价值和服务估计每年达2.7万亿美元,其中360亿美元来自珊瑚礁旅游业。然而,珊瑚礁是地球上最容易受到人为压力的生态系统之一。保持珊瑚礁生态系统的完整性和恢复力对于全球热带沿海社区的福祉至关重要,也是实现2030年可持续发展议程下可持续发展目标的解决方案的关键部分。 全球珊瑚礁监测网(GCRMN)是国际珊瑚礁倡议(ICRI)下的业务网络,由全球的科学家、管理人员和组织组成,负责监测世界各地珊瑚礁的状况,旨在为珊瑚礁生态系统的保护和管理提供关于其现状和趋势的科学信息。 GCRMN于近日发布了《世界珊瑚礁现状:2020》报告,这是自2008年以来的第一份报告,填补了当前对全球珊瑚礁现状和趋势理解的重大空白。该分析使用了40年(1978-2019年)期间来自73个国家的12000多个收集点的近200万个观测数据,包含了300多名科学家的工作(图1)。 备注:ETP为东热带太平洋;PERSGA包含红海和亚丁湾环境保护区域组织;ROPME是海洋环境保护区域组织内8个成员国的海域;WIO为西印度洋。 图1 10个GCRMN区域内的监测站点分布 自1978年以来,全球珊瑚礁监测工作大幅增加,91%以上的调查是在1998年第一次大规模珊瑚白化事件之后进行的,其中78%是在2005年至2018年期间进行的(图2)。2019年的调查较少是因为该报告数据获取时间截止为2019年底。 图2 1970-2019年全球珊瑚礁监测调查情况 全球范围内,硬珊瑚的平均覆盖率在过去40年表现出明显的波动。在1998年第一次大规模珊瑚白化事件之前,全球硬珊瑚的平均覆盖率很高(>30%)且稳定。而1998年的珊瑚白化事件导致世界上大约8%的珊瑚死亡,超过了加勒比海、红海和亚丁湾、南亚或西印度洋地区任何一个地区的活珊瑚总量。在随后的十年中,全球硬珊瑚的平均覆盖率恢复到1998年前的水平(2009年为33.3%),但在2009年至2018年间,世界珊瑚礁的珊瑚逐渐损失了14%,比目前生活在澳大利亚珊瑚礁上的所有珊瑚还要多。这种下降主要是由于大规模珊瑚白化事件的反复发生。在此期间,大规模珊瑚白化事件的发生频率和地理范围不断增加,阻碍了珊瑚覆盖面积的恢复。 备注:相关的80%(深色)和95%(浅色)可信区间,代表不确定性水平 图3全球硬珊瑚平均覆盖率 2011年之前,全球藻类的平均覆盖率较低(~16%),并在30年之内保持稳定(图4)。自2011年以来,全球珊瑚礁上的藻类数量增加了约20%,反映了在此期间硬珊瑚覆盖面积的减少。1998年之前,世界珊瑚礁上的珊瑚平均数量是藻类的两倍多(图5)。1998年的大规模珊瑚白化事件之后,珊瑚的覆盖率下降,但藻类的覆盖率没有相应的增加。然而,自2011年以来,随着珊瑚覆盖率的下降,藻类的覆盖率不断增加。在珊瑚礁群落,从珊瑚到藻类优势的逐步过渡减少了复杂的三维栖息地,这对于支持高度生物多样性和为依赖珊瑚礁的人类社区提供有价值的商品和服务至关重要。 图4全球藻类平均覆盖率图5全球珊瑚和藻类平均覆盖率之比 由海面温度(SST)升高引起的大规模珊瑚白化事件是对珊瑚礁的最大干扰。在全球范围内,强烈的全球SST异常与珊瑚下降的主要事件相对应(图6),1998年和2016年短而尖锐的海温异常(深红色)与珊瑚覆盖的急性发作性下降相对应,较弱但持久的SST异常(浅红色)与2009年至今的长期下降相对应。 备注:蓝色线是估计的全球平均硬珊瑚覆盖率80%(深蓝色)和95%(浅蓝色)可信区间。黑线代表SST用18个月的滚动平均值平滑异常。海温异常快速增加时期(深红色垂直线)是通过估计的导数(通过数值积分)平滑的SST异常时间序列。深红色垂直红色条表示平滑率何时SST变化连续两次超过0.15个月。较浅的红色竖条表示何时平滑的SST异常超出。 图6 1977-2020年全球硬珊瑚平均覆盖率与海面温度(SST)变化趋势 在1998年之前,硬珊瑚覆盖的区域趋势与全球趋势大体一致。受到1998年大规模白化事件最大影响的是印度洋、日本和加勒比海地区。随后,在这些受白化事件影响最严重的地方出现了较大的恢复,这表明一些珊瑚礁的珊瑚覆盖率能够在大约十年内恢复。然而。2010年后,几乎所有地区的平均硬珊瑚覆盖率都出现了下降趋势。同时,大多数地区的藻类的覆盖率增加,特别是在ROPME海区、东热带太平洋、红海和亚丁湾等地。 东亚海域(包括珊瑚三角区)包含了世界上30%的珊瑚礁,是全球硬珊瑚多样性的中心。该地区显示出与所有其他地区明显不同的趋势。这是唯一的2019年珊瑚覆盖率(36.8%)持续高于最早提供数据时的地区,比1983年收集的最早数据(32.8%)更高(图7A)。另外,与其他地区相比,东亚地区藻类覆盖率逐渐下降(图7B),导致了这些珊瑚礁上的珊瑚平均比藻类多五倍(图7C)。 图7东亚地区硬珊瑚(A)和藻类平均覆盖率(B)以及硬珊瑚与藻类平均覆盖率比(C) 尽管东亚海域的SST异常与其他地区的情况相似,但其区域范围内的硬珊瑚覆盖率似乎受影响较小,2010年和2016年珊瑚白化事件对其影响较为明显。这表明,在这个至关重要的区域内,珊瑚礁的高珊瑚覆盖率和多样性可能赋予了其一定程度的自然抵抗力,但最近的珊瑚白化事件已经开始压制这些珊瑚礁的抵抗能力。 报告的主要结论包括: (1)大规模的珊瑚白化事件是对珊瑚礁的最大干扰,仅1998年的珊瑚白化事件就导致世界上大约8%的珊瑚死亡。 (2)2009-2018年之间的干扰事件,导致了全球14%的珊瑚死亡。 (3)2019年世界珊瑚礁上的藻类比2010年增加了20%。作为全球公认的珊瑚礁压力指标,藻类数量的增加与硬珊瑚数量的减少有关。 (4)全球珊瑚覆盖面积的下降与海洋表面温度(SST)异常有关。 (5)自2010年以来,几乎所有地区的平均珊瑚覆盖面积都出现了下降,对未来海洋表面温度增加的预测表明珊瑚覆盖率将在未来几十年进一步下降。 (6)2002-2009年和2019年全球平均珊瑚覆盖量的增加表明,世界上许多珊瑚礁仍然保持弹性,并在条件允许的情况下可以恢复。 (7)较高的珊瑚覆盖率和多样性可能会对海温升高产生一定程度的自然抵抗力。东亚海域的珊瑚礁尽管在过去10年中受到大规模珊瑚白化事件的影响,但2019年的平均珊瑚数量比1983年更多。 (8)在应对气候变化带来的全球威胁的同时,亟需减少当地对珊瑚礁的压力,以保持它们的恢复能力。 (9)实地监测数据对于了解珊瑚礁的状况和趋势至关重要。需要持续投资新方法和新技术,以扩大地理覆盖范围,提高数据的质量、可访问性和互操作性。(刁何煜编译) 查看详细>>

来源:美国国家大气与海洋管理局 点击量:208

3 沿海地区大规模造林将帮助珊瑚礁免于灾害 2021-10-06

昆士兰大学领导的一项研究发现在沿海地区加强植树造林可以大大减少流入珊瑚礁的沉积物量,从而提高珊瑚礁复原能力,该研究成果近期发表于《全球变化生物学》(Global Change Biology)。 研究调查了世界各地约5500多个沿海地区,发现近85%地区的沉积物最终都将进入珊瑚礁系统。研究人员表示沉积物进入珊瑚礁是珊瑚礁面临的仅次于气候变化的第二大威胁,要想减少人类活动对珊瑚礁的影响,解决海岸地区泥沙流失问题非常重要。 沉积物增加会使水生生态系统对热应激更加敏感,从而降低珊瑚应对全球温度上升的恢复能力。同时海岸线沿线土地流失和农业化学污染产生的过量泥沙会增加泥沙向沿海水域的输入,从而大大降低了对珊瑚和海草生长和繁殖至关重要的光照水平。因此研究团队提出一个解决方案:希望各国在沿海地区大规模植树造林以恢复土地和森林的覆盖面积,以减少沿岸地区泥石流发生频率。重新造林可以保持土壤的稳定性,有助于捕获更多的沉积物,防止它们进入水生系统。通过减少沉积物和污染来增强珊瑚的复原能力也是提高珊瑚礁恢复潜力的关键。如果减少泥沙径流的土地管理不成为全球优先事项,那么在气候变化面前保护海洋生态系统将变得越来越具有复杂性和挑战性。了解沉积物的产生地和输送地使管理者能够设计出更有效的保护珊瑚礁战略。 虽然土地恢复活动的优势显而易见,但让各国和政府采取实际行动仍然具有挑战性。研究团队希望地方能够利用他们的研究结果来确定重新造林对珊瑚礁有最大好处的地区。(李亚清编译) 查看详细>>

来源:澳大利亚昆士兰大学 点击量:264

4 一些珊瑚正在逐渐适应海洋变暖 2021-09-16

随着海洋温度的升高,一些珊瑚群落变得更加耐热,这为珊瑚在不断变化的气候中提供了希望。研究发现,在一系列海洋热浪袭击太平洋中部的凤凰岛保护区(PIPA)后,随着时间的推移,热压力对珊瑚群落的影响有所减轻。 虽然2002-2003年的热浪摧毁了PIPA的珊瑚群落,但在2009-2010年的类似事件中,珊瑚礁恢复并经历了最小的损失。根据一份最新发表在《地球物理研究快报》(Geophysical research Letters)上的研究成果,2015-2016年,一场大规模热浪给珊瑚带来了两倍于预期的热压力,但珊瑚死亡率远远低于预期。研究人员怀疑幸存珊瑚的耐热后代正在重新填充珊瑚礁,使珊瑚群落能够跟上变暖的海洋气候。这项新的研究可以帮助珊瑚礁管理者确定适应变暖的海洋的最优珊瑚群落,以改善保护和恢复结果。 就像陆地一样,随着全球变暖,水下热浪变得越来越频繁和强烈,给海洋生态系统带来压力。高温对珊瑚礁的打击尤其严重,因为其造成了广泛的漂白现象,珊瑚在其组织中排出共生藻类,进一步削弱了生存能力。随着海洋持续变暖,珊瑚礁未来堪忧。 在这项新研究中,研究人员监测了PIPA的四个岛屿的珊瑚群落。PIPA面积超过40万平方公里,包括珊瑚礁和深海栖息地。基里巴斯共和国于2008年建立了保护区,联合国教科文组织于2010年将PIPA指定为世界遗产。 研究小组使用每日卫星数据和温度记录器来检查每一次热浪对珊瑚的影响。他们排除了11个可能解释2009-2010年和2015-2016年热浪过后存活率高于预期的环境因素,例如更大的云层覆盖或更缓慢的变暖速率。在2002-2003年的热浪过后,被调查的地点失去了超过四分之三的珊瑚覆盖。2009-2010年热浪来袭时,珊瑚礁开始恢复,引发了人们对广泛白化的担忧,但两年后,珊瑚覆盖率增加了5%以上。2015—2016年的“超级厄尔尼诺使海洋温度升高了3摄氏度(5.4华氏度),尽管造成的热压力水平是2002年的两倍,珊瑚覆盖层的损失仅达到2002年损失的40%左右。 许多造礁物种在热浪中幸存下来。研究人员看到2002-2003年之后没有珊瑚的地区目前已有大部分原始物种繁衍生息。在世界各地的其他珊瑚礁,有时只有少数特别耐寒或生长迅速的物种在白化事件后恢复。珊瑚幼虫可以在洋流上长距离漂浮,但由于PIPA的隔离,研究人员假设当地耐高温的个体正在重新填充珊瑚礁。他们下一步将探索它们是如何做到这一点的。 研究人员建议珊瑚礁保护主义者优先保护耐高温的珊瑚礁,因为它们可以作为气候避难所,使其他被热浪摧毁的地点重新繁衍生息。但即使是这些耐高温的珊瑚也有其局限性,逆转气候变化仍然至关重要,随着热浪变得更加频繁或强烈,即使是耐热物种也可能会灭绝。(王琳编译) 查看详细>>

来源:美国伍兹霍尔研究所 点击量:124

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