研究背景及意义：
人类影响和气候驱动的海洋热浪引发了大规模珊瑚礁白化死亡。到2030年，国际社会会一直努力保护地球上30%的陆地和海洋生态系统，然而资源管理人员缺乏能够在气候变化下有力支持针对珊瑚礁的行动的明确建议，部门治理中基于陆地和海洋的管理工作是孤立的。
珊瑚礁的重要性不仅体现在维持生物多样性和生态系统平衡，为海洋生物提供栖息·繁殖和食物场所，而且能够净化海水，保护海岸线，是气候变化的敏感指标，生态预警，还是渔业资源，旅游资源，遗传资源，具有药物开发潜力
关于陆海影响和珊瑚礁的研究可以为保护珊瑚礁提供有效的保护方案及建议
研究过程及分析：
夏威夷研究区域的陆海人类影响和环境因素对珊瑚礁的影响
已知影响在夏威夷群岛的研究区域的珊瑚礁生态系统过程（图 1a ）。人为因素包括城市径流、废水污染、养分负荷、沉积物输入和当地对渔具种类的限制。环境因素包括峰值和年降雨量、波浪照射、海洋温度和热应力的变化、辐照度和浮游植物生物量。我们还纳入了多种鱼类生物量指标，这些指标代表了礁鱼在维持珊瑚礁生态系统功能中的关键作用 。我们把这个数据集与反复出现的，永久标记的和特定地点的珊瑚礁底栖生物群落的水下调查数据相结合（图 1b ）。我们的研究珊瑚礁跨越大的时空梯度在陆海人为影响和环境因素（图 1c ）。可与全球珊瑚礁生态系统相媲美（扩展数据图 1 ），并经历了夏威夷群岛有记录以来最严重的海洋热浪。我们量化了扰动前12年（2003-2014年）、海洋热浪期间和紧随其后的2014-2016年以及扰动后4年（2016-2019年）各个珊瑚礁的底栖变化驱动因素。研究结果表明，同时减轻当地人类对陆地和海洋的影响，支持在没有周期性急性干扰的情况下积极的珊瑚覆盖轨迹，减少海洋热浪期间的珊瑚损失，并促进严重热应激后的珊瑚礁持久性。
珊瑚礁轨迹预扰动及相关的当地陆海人类影响和环境因素
2003年调查的珊瑚礁的珊瑚覆盖率为36.9%±2.3%,在2015年海洋热浪来临之前的数年内变化幅度小于3%（图 2a ）。在这段时间内，个别珊瑚礁的珊瑚覆盖轨迹变化很大，其余的珊瑚没有变化（图 2b ）。没有发生可以解释这些不同轨迹的急性干扰,然而在之前和包括这个时间框架的年份，正轨迹珊瑚礁和负轨迹珊珊瑚礁的局部条件有明显的差异（图 2c ）。例如，所有鱼类、所有食草鱼类和在生态中扮演重要角色（如刮水者、放牧者和浏览者）的食草鱼群的平均生物量 30 分别为24至113%在具有正轨迹的珊瑚礁上比那些具有负轨迹的礁石更大（2d）。 这些模式可能反映了正反馈，即增加珊瑚覆盖促进栖息地适合珊瑚礁鱼类，草食性鱼类，然后促进珊瑚生长，减少竞争排斥肉藻类 32 。相比之下，负轨迹珊瑚礁的废水污染、营养盐负荷和城市径流比正轨迹珊珊瑚礁高出46-80%。尽管这些陆上人类应激因素在具有负轨迹的珊瑚礁上相对较高，但具有正轨迹的礁石的人类人口密度要高63%。这一发现支持了人口密度是当地尺度 上人类驱动的海陆影响的一个不良指标 的观点。
改变珊瑚对2015年海洋热浪响应的陆海人类影响和环境因素
2015年，夏威夷群岛经历了过去120年来有记录以来最强的海洋热浪。研究区域的海洋温度比正常值高2.2°C，最高值为29.4°C（图 3a ）。温度升高周是广泛使用的珊瑚礁热应力衡量指标，在调查的珊瑚礁中，平均为12个温度升高星期（图3b ），远远超过8 DHW阈值，预计将导致严重和广泛的珊瑚白化和死亡 。在海洋热浪发生一年后进行的珊瑚礁调查显示，近四分之一的珊瑚失去了20%以上的珊瑚覆盖，而受影响最严重的珊瑚礁失去了49%（图3c ）。但并非所有珊瑚礁都经历了这样的灾难性变化。18%的被调查珊瑚礁的珊瑚覆盖率保持不变或增加。这种不同的生态响应是出乎意料的，因为所有珊瑚都暴露在类似的极端水平的热应力下（图3b )。
支持珊瑚礁在干扰后四年持续性的当地管理情景
热带珊瑚礁生态系统的主要造礁者是硬珊瑚和壳状珊瑚藻。壳状珊瑚藻将钙化海藻包裹起来，使珊瑚礁框架融合在一起，并作为珊瑚招募和抑制竞争性肉质海藻的先决条件，从而促进珊瑚生长 。鉴于珊瑚覆盖可能需要十年或更长时间才能恢复到漂白前的水平 ，评估造礁生物（硬珊瑚+壳状珊瑚藻）的总覆盖范围更能显示珊瑚礁在干扰后恢复的潜力。在2015年海洋热浪后的四年调查中，造礁生物覆盖范围为3.4至51.9%（平均24.3%±1.7s.e.；n = 55；图 4a ）。在海洋热浪之前和之后，有不同的珊瑚礁拥有高和低造礁层。在2019年，近三分之二的造礁层高在海洋热波之前不支持这样的覆盖水平。在2015年至2019年，低造礁层的位置变化超过40%。从相对造礁层的角度来看，珊瑚礁的重新配置表明，在严重热应力之后的年份，珊瑚的持久性存在差异。
研究成果和建议：
1.珊瑚礁鱼类在不同的时间点发挥着重要的功能作用
2.当地人类影响代表了珊瑚礁状况的直接或近似驱动因素
在当地支持珊瑚礁持久性的行动——全球减少温室气体排放可能会为珊瑚礁赢得更多的适应时间，持续到未来；在大多数沿海地区，30%的保护是不切实际和不道德，减轻废水污染等陆基影响必须与渔业治理同时进行，类似于岛屿生态系统的长期土著管理做法，才能取得成功的养护成果。
“只有在全球减排的同时，采取配套的陆海政策措施，珊瑚礁生态系统及其所支持的人类社区才有最好的机会在我们不断变化的气候中坚持下去。”
汇报人：张明会、泽然那么
指导老师：姜晓东
图片来源于小红书作者
