研究称气候变化不会导致珊瑚礁生物多样性的崩溃 但物种丰度将发生重大变化

01

NASA Delta-X任务监测飓风带来的灾难

负责研究密西西比河三角洲美国宇航局Delta-X项目正准备收集路易斯安那州沿海湿地的数据。8月下旬飓风Ida猛烈袭来，这场风暴8月29日在路易斯安那州Fourchon港附近登陆时为高端四级，对建筑物和基础设施都造成了破坏，导致停电、洪水和墨西哥湾的油污。

美国国家海洋和大气管理局（NOAA）定期监测美国沿海水域的潜在石油泄漏，并注意到飓风过后在海岸附近出现的一些浮油。他们能够使用Delta-X雷达数据来证实这些浮油的存在和位置。

石油往往会使海洋表面的凹凸不平，从而产生明显的雷达信号，Delta-X任务能够从数据中挑选出来。在上面的假色插图中，石油显示为绿色痕迹，而周围的海水显示为橙色。NOAA利用这一信息来证实它所掌握关于该地区浮油的其他数据。在更大的图片中，从墨西哥湾越过路易斯安那州海岸的蓝绿色斜线表示雷达仪器在9月1日的飞行路径。Delta-X在其计划的时间表中增加飞行路径，以便在海湾上空收集NOAA感兴趣地区的信息。

Delta-X任务正在通过陆地、船只和空中研究两个湿地，包括阿查法拉亚盆地和特雷波恩盆地，以量化水和沉积物流量以及植被生长。阿查法拉亚盆地通过沉积物的积累一直在增加土地面积，而紧邻阿查法拉亚的特雷波恩盆地则一直在迅速减少土地。该项目收集的数据将被应用于模型，用于预测在各种海平面上升、河流流量和流域管理的情况下，三角洲的哪些地区可能会获得或失去土地。

该任务使用了几种仪器来收集其数据。这些仪器之一是全天候无人驾驶航空器合成孔径雷达（UAVSAR），贴在一架湾流-III飞机的底部，将雷达信号从地球表面反弹，形成一个特定区域的图像。在不同时间拍摄同一地区的重复图像，使研究人员能够检测到这些地区的变化，例如，随着潮汐进出这些湿地植被下的水位波动。除了雷达测量，来自加州理工学院、路易斯安那州立大学、佛罗里达国际大学和其他合作机构的团队通过船只、其他机载传感器和地面上的仪器收集水和植被样本以及其他数据。

02

研究称气候变化不会导致珊瑚礁生物多样性的崩溃 但物种丰度将发生重大变化

珊瑚礁是地球上生物种类最多、最复杂、产量最高的生态系统之一。珊瑚礁的生物多样性大多由生活在珊瑚礁基质深处的微小生物组成。尽管在很大程度上看不见的，但这种多样性对珊瑚礁生态系统的生存和功能至关重要，许多人担心气候变化将导致这种多样性的急剧丧失。

由夏威夷大学学马诺阿分校的科学家领导的新研究显示，由于气候变化，主导实验性珊瑚礁群落的物种发生了变化，但在本世纪末预测的未来海洋变暖和酸化的条件下，总的生物多样性并没有下降。该研究于9月20日发表在《美国国家科学院院刊》上。

研究第一作者Molly Timmers说：“在海洋变暖和酸化的情况下，我们没有预测到生物多样性的崩溃，而是发现物种的相对丰度发生了重大变化，但没有发现物种的出现，导致了珊瑚礁群落结构的洗牌，” Timmers是在夏威夷大学马诺亚分校海洋和地球科学与技术学院的夏威夷海洋生物研究所（HIMB）进行这项研究的。

Timmers表示：“生活在珊瑚礁结构中的微小生物体被称为隐性生物群，这类似于雨林中的昆虫。它们在珊瑚礁形成过程中发挥着至关重要的作用，如营养循环、固结和食物网动态--它们是许多鱼类和无脊椎动物的重要食物，使珊瑚礁生态系统如此充满活力。”

尽管这些隐性生物群对珊瑚礁生态系统至关重要，但在气候变化研究中往往被忽视，因为使用视觉普查对它们进行调查以及识别这个高度多样化和研究不足的社区存在着挑战。

Timmers称：“因此，我们对不同海洋梯度的珊瑚礁生物多样性以及生物多样性将如何应对气候变化的看法，主要是基于少数可观察到的表层生物分类群，如珊瑚和鱼类。”

为了评估研究不足的隐性生物群对未来海洋条件的反应，Timmers和HIMB的同事设计了一个实验，将分层沉降板放置在实验性的流动槽中。这些中间试验箱接受来自HIMB海岸附近珊瑚礁斜坡的未经过滤的海水，并在本世纪末预测的海洋变暖或海洋酸化条件下处理。经过两年的暴露，研究小组使用DNA元编码技术检查了在沉降板上发展起来的生物群。

开发和维护中间试验系统的作者Chris Jury说：“这项为期两年的中间试验研究对于气候变化研究来说是史无前例的，是第一个分析从微生物和藻类到珊瑚和鱼类的整个珊瑚礁群落的多样性的研究。”

虽然物种总数在现今和未来海洋综合条件处理之间没有变化，但研究结果显示，珊瑚礁群落的组成在处理之间有很大的不同。应对气候变化的这种洗牌的最终结果将在很大程度上取决于赢家和输家发挥的生态作用。

然而，Timmers说：“我们缺乏关于珊瑚礁底栖动物群落大多数成员的生态功能、生活史和分布的足够信息，以便能够充分预测该群落变化的反应或生态系统结果。”

这项研究强调了将这些未被充分研究的生物体纳入未来工作的重要性，这些工作旨在预测气候变化对珊瑚礁生态系统的结果。

来源： Science科学