这些夏威夷珊瑚可能掌握着在变暖的海水中生存的秘密

一项新分析表明，尽管遭遇了海洋热浪的侵袭，小片热带珊瑚礁仍然屹立不倒，这可能为保护全球珊瑚礁提供线索。

科学家们在 2019 年一场大热浪前后对夏威夷的珊瑚礁进行了空中调查，发现某些地方的珊瑚比周围的珊瑚状况要好。这些所谓的避难所尽管面临相似的温度，但珊瑚损失却减少了 40%。研究人员于 5 月 2 日在《美国国家科学院院刊》上报告称，许多变量可能解释了它们的成功，其中包括距离人类居住地的距离。

“我们正试图了解这些[避难所]在哪里以及它们为什么在那里，”这项研究的合著者、夏威夷希洛亚利桑那州立大学全球发现与保护科学中心主任格雷格·阿斯纳 (Greg Asner) 说。“从保护的角度来看，这些都是微小的光点，就像海洋中已经存在的需要保护的生物多样性小方舟。”

气候变化使得海洋热浪更加常见。长时间暴露在这种炎热的环境中对珊瑚构成了严重威胁。当周围的水变得太热时，不堪重负的珊瑚就会发生白化：栖息在珊瑚中的有益微藻被排出，使珊瑚呈现出幽灵般的白色。如果热浪持续的时间足够长，珊瑚最终会死亡。

为了更好地理解为什么有些珊瑚比其他珊瑚更具弹性，阿斯纳和他的同事追踪了夏威夷六岛周围 21,773 公顷（84 平方英里）珊瑚礁的珊瑚死亡率。研究人员于 2019 年 1 月飞越了这些珊瑚礁，六个月后，海洋热浪袭击了该群岛。该团队随后于 2020 年 1 月再次进行了调查，以了解珊瑚如何经受住干扰。

研究人员使用一种称为成像光谱的技术来分析珊瑚的分子组成，这使他们能够区分活珊瑚和死珊瑚。阿斯纳说，活珊瑚和其藻类居民中测量的蛋白质、叶绿素和碳化合物是不同的。一旦珊瑚死亡，它就会被大型藻类覆盖，这些藻类的分子组成更类似于陆生植物。

阿斯纳表示，之前的研究大多集中在白化珊瑚上。然而，并非所有患病的珊瑚都会死亡。“我们真正需要的是知道珊瑚在哪里死亡，而不仅仅是生病，这样我们就可以开始针对死亡和幸存的珊瑚制定保护和管理计划，”他说。

热浪过后，阿斯纳及其团队绘制的珊瑚礁平均损失了 26.1% 的活珊瑚，覆盖了约 6.3% 的海底。拉奈岛、夏威夷岛和卡霍奥拉维岛周围的水域受海洋热浪影响尤为严重，损失的活珊瑚比例最大。

然而，研究人员还发现，热浪来袭前珊瑚覆盖更丰富的珊瑚礁比珊瑚覆盖稀疏的珊瑚礁更能抵御热浪。研究小组写道，这些区域可能在热浪期间充当长期避难所。阿斯纳说，有几十个避难所，面积从几英亩到几百英亩不等。

他说：“好的情景大多发生在污染、沉积物或径流很少的未开发地区。”热浪来袭时，这些珊瑚可能比住宅区和农业区附近的珊瑚礁更健康。

“夏威夷的废水处理非常糟糕，”阿斯纳说。“在某些地区，我们有大量人类排泄物（粪便和尿液）流入海洋。”他说，阻止人类排泄物、杀虫剂和其他污染物的流入对于保护不在避难所中生存的珊瑚至关重要。

此外，一些避难所位于天然水下泉水附近，泉水由凉爽、新鲜的地下水供给。“在那些[淡水]泄漏出来的地区，珊瑚在热浪中表现更好，因为它就像一张小保温毯，”阿斯纳说。然而，他补充说，还需要更多的研究来了解这些“小保护者”有多重要，以及它们在未来如何抵御日益强烈的海洋热浪。

即使在避难所内，也并非所有珊瑚都能幸存。“显然有赢家和输家，”阿斯纳说。有些物种，如花椰菜珊瑚，比其他物种更容易受到气温升高的影响。有些珊瑚具有遗传特性，使它们比同类其他成员更坚强。研究人员总结说，追踪避难所内哪些珊瑚在热浪中幸存下来可以为环保人士提供宝贵的信息，用于珊瑚繁殖和珊瑚礁修复工作。

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另一个重要的下一步是确定夏威夷群岛以外珊瑚礁的避难所。特定区域的珊瑚如何应对气温升高将取决于当地的海洋环境、存在哪些物种以及珊瑚礁面临的污染和其他压力因素。阿斯纳和他的团队希望明年夏天开始使用卫星测量珊瑚死亡率。

他说：“我们将在未来十年，甚至是本世纪头五年完成全球覆盖，但现在我不希望人们认为夏威夷代表了整个地球。”

汤斯维尔詹姆斯库克大学澳大利亚研究委员会珊瑚礁研究卓越中心的海洋生物学家特里·休斯表示，新研究结果与科学家在之前对大堡礁进行的空中调查中注意到的一些模式相呼应。

休斯在一封电子邮件中表示：“我们还发现，高温暴露……解释了为什么有些地方的珊瑚损失比其他地方更多。在每次白化事件中，水温最高、持续时间最长的地方，珊瑚死亡更多。”

他的团队还发现，一些珊瑚物种的死亡率高于其他物种，尽管在更极端的条件下，这种差异会缩小。“当白化程度相对较轻时，赢家和输家之间的差距最为明显，”休斯说。“如果温度足够高，即使是所谓的赢家也会损失惨重。”

休斯和他的同事还追踪了大堡礁在多次热浪之后的珊瑚白化情况。1998 年和 2002 年，北部珊瑚礁的部分地区躲过了白化。“然后，北部珊瑚礁在 2016 年的第三次大规模白化事件中被烧毁，此后在 2017 年、2020 年和 2022 年又再次白化，”休斯说。“要确定避难所，你需要观察它在多次白化事件中对热应激的反应，看看那个地方是否一直没有受到损害或几乎没有受到损害。”

他警告说，夏威夷新发现的避难所将如何应对未来的干扰仍有待观察。

“将一年内损失较小的地点视为避难所还为时过早，”休斯说。“世界上有很多曾经的珊瑚礁避难所——这些地方在一次白化事件中相对幸运，但在随后的白化事件中却遭受重创。”