由于气候变化与人为压力 大堡礁上的生物正经历重大变化

一项新的研究显示，由于气候变化和其他人为压力，大堡礁上的生物正在经历重大变化。珊瑚礁鱼类在海洋生态系统中发挥着至关重要的作用，它们为粮食安全、控制海藻生长甚至为海滩生产沙子做出了贡献。 这些功能为人类社区和珊瑚礁生态系统提供了重要的益处。

一群鹦嘴鱼在大堡礁由枝状、台状和块状珊瑚组成的珊瑚礁中游动。 图片来源：澳大利亚海洋科学研究所（AIMS）长期监测计划（LTMP）

这项由英国和澳大利亚海洋科学家组成的国际研究小组在兰卡斯特大学的领导下开展的研究发表在Nature Communications上。 该研究强调了世界上最大的珊瑚礁系统--大堡礁内鱼类群落的重大变化。

他们的研究结果表明，大堡礁鱼类群落与 20 世纪 90 年代的鱼类群落有很大不同，而且变化的速度加快了。 这些发现提出了一些问题，即长期以来众所周知的生命在地球上的分布模式似乎正在发生变化。

重要的是，研究人员发现，珊瑚礁上珊瑚的多样性而不是珊瑚的数量，在推动依赖珊瑚礁的鱼类的多样性方面发挥着最关键的作用。

一小群小鱼在大堡礁漂白和死亡的珊瑚中游动。 图片来源：澳大利亚海洋科学研究所（AIMS）长期监测计划（LTMP）

大堡礁生态系统面临着许多压力，其中一些压力，如珊瑚白化和气旋在近几十年来变得更加强烈和频繁。 从 1998 年到 2022 年，极端高温导致大堡礁发生了六次大规模珊瑚白化事件，最近在本研究完成后的 2024 年又发生了一次。 此外，热带风暴、水污染和棘冠海星爆发等其他压力也加剧了珊瑚礁的白化现象。 这些压力对珊瑚礁产生了巨大的影响--影响了珊瑚的数量、珊瑚群的组成以及生活在珊瑚礁上的鱼类的多样性。

研究小组分析了澳大利亚海洋科学研究所（AIMS）长期监测项目的数据，该项目对鱼类和珊瑚的调查时间可追溯到 1995 年至 2022 年的三十年间。 AIMS 的调查范围沿大堡礁横跨 1200 多公里（从南纬 14 度到南纬 24 度）。

地球上最有文献记载的生命模式之一是，物种的数量（也称为物种丰富度）是如何随着靠近赤道而增加的。 这种模式被称为"纬度多样性梯度"。 这项研究的一个重要成果是显示了这种模式是如何经历了重大波动的。

在漫长的地质年代中，多样性的纬度模式被认为是相对稳定的，这些模式在化石记录中也有发现。 研究结果表明，虽然这种模式与我们对大堡礁的预期基本一致，但有迹象表明，由于压力不断增加，这种梯度可能正在发生变化。

在最靠近赤道的大堡礁最北端，不同鱼类物种的数量有所减少，尤其是杂食性鱼类、浮游生物摄食者和草食性鱼类。 与此相反，大堡礁最南端的这些营养群却有所增加，从而引发了对这一生态系统功能的其他潜在影响的疑问。

在大堡礁南部，珊瑚礁鱼类物种丰富度经历了很大的波动--从不同物种数量较多的时期到物种丰富度非常低的时期。

生活在大堡礁珊瑚覆盖率高、栖息地复杂的珊瑚礁中的多样化鱼类群落。 资料来源：澳大利亚海洋科学研究所（AIMS）长期监测计划（LTMP）

不过，研究人员不仅展示了鱼类物种数量的变化，还研究了鱼类群落组成的变化。 他们发现，鱼类群落不断发生变化，特别是在受到干扰的情况下，鱼类物种会取代其他物种。 随着干扰越来越常见，鱼类群落的变化也越来越大。

该研究的第一作者、兰卡斯特大学博士研究员哈维尔-冈萨雷斯-巴里奥斯说："我们的研究结果表明，随着气候变化等因素造成的干扰不断增加，大堡礁的生物多样性正在发生长期而持续的变化。 我们发现，自 20 世纪 90 年代开始监测以来，以大堡礁为家的鱼类群落在物种数量和组成方面都发生了很大变化，而且随着大堡礁系统所受压力的增加，这种变化还在继续。

"我们看到，近年来，整个珊瑚礁系统中鱼类物种的数量和组成以及物种更替（一种物种取代另一种物种）都在加速变化，没有任何稳定的迹象。这些变化为经典的地理模式（如纬度多样性梯度）提供了宝贵的见解，并提出了这些模式是否正在与其最初的基本驱动因素脱钩的问题。"

这项研究的另一个重要发现是，珊瑚物种组成的变化比简单的硬珊瑚覆盖率（一种广泛用于评估珊瑚礁状况的指标）更能预测鱼类模式的改变。

AIMS 的 Mike Emslie 博士说："大堡礁经历了很大的波动，许多珊瑚礁上的硬珊瑚覆盖率都在下降，然后又在大干扰下恢复。然而，只看珊瑚覆盖率可能会掩盖珊瑚物种组成的潜在变化。 珊瑚构建了支持鱼类等其他生物的三维栖息地结构，而珊瑚的多样性会在很大程度上影响三维结构的范围。 一些珊瑚的恢复可能无法提供相同程度的栖息地复杂性，从而导致依赖这种复杂性的鱼类群落发生变化。"

"我们的研究表明，大堡礁上鱼类多样性的变化与珊瑚组成的变化密切相关，而与珊瑚覆盖率的波动关系不大，这突出表明了多样化的珊瑚组合对珊瑚礁鱼类群落的至关重要性。"

兰卡斯特大学的尼克-格雷厄姆教授说："珊瑚礁鱼类对一系列生态系统过程非常重要，例如控制海藻，使其不会过度生长并占据海床区域，以及在热带地区生产我们享受日光浴的沙子。 珊瑚礁鱼类对渔业也很重要，是数百万人的重要食物来源。 随着干扰日益频繁和严重，我们所期待的鱼类多样性和丰度模式正在发生变化，这将改变鱼类为生态系统和人类提供的益处。 我们必须进一步了解珊瑚礁的生物多样性模式是如何变化的，以及这种变化对生态和社会的影响。

编译自/ScitechDaily