海洋热浪下砗磲物种的适应与挑战

海洋热浪（Marine Heatwaves，MHWs）是指一种持续且极端的海洋暖水事件。随着全球变暖的加剧，MHWs的发生频率、持续时间和强度显著增加，给珊瑚礁生态系统带来了严重威胁。砗磲是珊瑚礁生态系统中的重要组成部分，但关于其如何应对和适应极端MHWs的研究仍然非常有限。

砗磲适宜生活的水温范围大致为26℃-30℃。在热胁迫下，砗磲遭遇氧化应激，向体外排出共生虫黄藻，影响砗磲生长所需的能量供给，导致壳体出现异常生长。为此，中国科学院地球环境研究所气候变化集成-模拟-同化-预测团队（CLIMAP）利用1994-2003年间南海南部永暑礁库氏砗磲壳体的标准化生长指数，建立了砗磲异常生长指数序列，结合同期MHWs器测资料，从生态学角度分析了砗磲生长对极端MHWs事件的响应和恢复机制。研究发现，砗磲壳体中异常生长带的形成时间与MHWs引起的累积热应力事件发生时间基本一致（图1a,b），砗磲壳体中异常生长带占比与累积热应力强度之间存在显著的相关性（图1f,g）。当累积热应力处于轻度至中度时，砗磲壳体会存在一定比例的异常生长带，在温度恢复正常后，其生长能迅速恢复。然而，在1998年遭受了严重累积热应力事件后，异常生长带的比例显著增加，其生长在约2.5年后才逐渐恢复到热应力前的水平（图1c）。此外，该研究还发现，砗磲在经历多次MHWs后其耐热能力也有所增强，但其耐热能力呈现非线性增长趋势（图2）。该研究为全球变暖背景下，如何制定砗磲种群保护机制提供了重要科学支撑。

该成果近期在国际学术期刊

Global and Planetary Change

Geng, J., Yan, H., Liu, C., Zhao, N., Liu, S., Han, T., Dodson, J., Wen, H., 2025. Adaptation and challenges for giant clam species under marine heatwaves. Global and Planetary Change 248, 104746.

https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2025.104746

图1 砗磲壳体生长对热应力的响应。（a）永暑礁的累积热应力（CHS）事件。（b）在砗磲壳体中观察到的异常生长（ASGI）（紫色阴影区域）。（c）砗磲壳体生长恢复（GR）过程。（d）极端有效太阳辐射（OLR）分布。（e）极端降雨分布。（f）和（g）砗磲壳体中ASGI占比与累积热应力强度（CHSI）之间的关系。

图2 在CHS事件发生年份，极端海表温度（SST）和砗磲壳体异常生长值（NSGI）的变化。