中太平洋珊瑚礁幸免于厄爾尼諾，且放大的洋流為其提供營養(yǎng)補貼

海洋熱浪正在引發(fā)珊瑚白化事件，并在全球范圍內(nèi)破壞珊瑚種群，這突出表明需要確定促進(jìn)珊瑚生存的過程。發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》的阿卜杜拉國王科技大學(xué)（KAUST）最新研究表明，在過去半個世紀(jì)里，與厄爾尼諾現(xiàn)象相關(guān)的三次最強海洋熱浪期間，主要洋流的加速和表面混合層的變淺增強了太平洋中部珊瑚礁的局部上升流。這些條件緩解了區(qū)域初級生產(chǎn)的下降，并在白化事件期間加強了當(dāng)?shù)貙ι汉鞯臓I養(yǎng)資源供應(yīng)。隨后，珊瑚礁在白化后的死亡率有限。研究結(jié)果揭示了大規(guī)模海洋-氣候相互作用如何影響數(shù)千公里外的珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)，并為識別在未來白化事件中可能受益于這種生物物理聯(lián)系的珊瑚礁提供了一個有價值的框架。

帕爾米拉環(huán)礁鳥瞰圖。圖源：? 2023 KAUST; Richard Brooks

海洋熱浪正在成為氣候變化的一個關(guān)鍵影響，對構(gòu)成珊瑚礁支柱的珊瑚構(gòu)成了特別重大的威脅。研究人員現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了一種現(xiàn)象，可以幫助珊瑚礁管理者更好地為未來規(guī)劃和行動。

每隔幾年，熱帶太平洋就會出現(xiàn)一種被稱為厄爾尼諾的循環(huán)氣候模式，導(dǎo)致風(fēng)、天氣和海洋溫度發(fā)生重大變化。2015年4月至2016年5月，中太平洋發(fā)生了有記錄以來最強的厄爾尼諾事件之一。

珊瑚礁受到海洋溫度升高的壓力，經(jīng)歷了大規(guī)模白化，壓力導(dǎo)致珊瑚排出共生藻類，變成白色?，F(xiàn)在，阿卜杜拉國王科技大學(xué)的科學(xué)家和國際同事已經(jīng)確定了這次厄爾尼諾期間的局部海洋過程，這為中太平洋帕爾米拉島（Palmyra）的珊瑚礁提供了急需的食物營養(yǎng)，使它們不僅能夠生存，而且能夠茁壯成長。他們的發(fā)現(xiàn)提高了人們對珊瑚礁如何以及為什么對壓力有不同反應(yīng)的理解。

至關(guān)重要的是，提高管理者和自然保護主義者識別自然保護珊瑚礁的能力，可以為更容易受到氣候變化影響的珊瑚重新繁殖奠定基礎(chǔ)。阿卜杜拉國王科技大學(xué)珊瑚礁生態(tài)學(xué)家 Michael Fox：“我們不知道厄爾尼諾現(xiàn)象會帶來積極的影響。熱浪導(dǎo)致赤道地區(qū)中太平洋島嶼珊瑚礁死亡，同時也為珊瑚礁種群向北移動提供了積極條件。真正令人驚訝的是，在如此嚴(yán)重的厄爾尼諾現(xiàn)象期間，發(fā)生了對珊瑚有益的事情?！?/p>

Fox指的是2015-2016年發(fā)生的一系列有趣的事件，這些事件幫助帕爾米拉的珊瑚礁得以生存，而赤道群島以南僅700公里的基里蒂馬蒂島（Kiritimati）和賈維斯島（Jarvis）卻沒有幸免。

在厄爾尼諾現(xiàn)象期間，赤道的洋流減弱，減少了洋流強勁時通常帶到地表的有益營養(yǎng)物質(zhì)。但再往北，F(xiàn)ox和他的同事發(fā)現(xiàn)，襲擊帕爾米拉西海岸的北赤道逆流在2015-2016年厄爾尼諾期間顯著增強。這一點，加上帕爾米拉周圍較淺海面層的發(fā)展，推動了富含浮游生物的較冷水域向上移動到該島的珊瑚礁。這一過程使珊瑚礁能夠更好地管理海洋表面溫度上升帶來的熱應(yīng)力。

Fox和他的同事發(fā)現(xiàn)，海洋模型表明，2015-2016年厄爾尼諾期間發(fā)生的拯救生命的過程也存在于過去半個世紀(jì)發(fā)生的其他兩次主要厄爾尼諾期間。數(shù)據(jù)表明，這些海洋過程幫助帕爾米拉的珊瑚在過去面臨的最極端的海洋熱浪中生存下來，并可能在未來繼續(xù)如此。

Fox解釋說：“與厄爾尼諾現(xiàn)象相關(guān)的熱浪是全球珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)面臨的最大威脅。這些事件對整個熱帶地區(qū)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，并可能導(dǎo)致大片地區(qū)的珊瑚大量死亡。識別在這些極端事件中存活機會更大的珊瑚礁對于了解珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的未來至關(guān)重要?！?/p>

這項研究的發(fā)現(xiàn)引出了一個問題：在厄爾尼諾現(xiàn)象期間，是否還有其他地方的海洋狀況與預(yù)期一致，珊瑚礁的情況比預(yù)期的要好？

Fox說：“我們的研究為更廣泛地尋找與全球衰退趨勢相反的珊瑚礁提供了路線圖。這些信息對太平洋島嶼上試圖決定在哪里設(shè)立海洋保護區(qū)或規(guī)劃未來的人們來說非常重要?！?/p>

太平洋帕爾米拉環(huán)礁的偏遠(yuǎn)和高度保護使其成為研究氣候變化對珊瑚礁影響的理想生活實驗室。圖源：? 2023 KAUST; Chad Wiggins

參考文獻(xiàn)：

1.https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add5032

2.https://phys.org/news/2023-06-ocean-current-pacific-island-reefs.html

3.Citation: Michael D Fox, Ocean currents magnify upwelling and deliver nutritional subsidies to reef-building corals during El Ni?o heatwaves, Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.add5032. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add5032

編譯：Daisy

審核：Richard

編輯：Tommy