海洋热浪如何威胁海底森林的未来

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西澳大利亚的海洋环境独一无二。这里有两处世界遗产地、澳大利亚最大的 岸礁 ,以及绵延一千多公里的海底森林,为丰富的野生动物、重要渔业和旅游业提供支撑。

然而,2011年,这些珍贵栖息地遭到严重破坏。当时一场 破纪录的海洋热浪持续十周,气温比正常水平高出逾2°C。罪魁祸首是:与导致昆士兰州灾难性洪灾的同一场 拉尼娜 事件推动暖水南下。

本周发布的研究显示,尽管地表升温速度有所放缓, 海洋仍在持续 变暖,海底发生极端高温的可能性也随之增加。

此外, 气候变化预计将使拉尼娜事件发生频率增加一倍 ;这一结论来自一项于1月下旬发布的研究。

令人遗憾的是,这些变化可能导致西澳大利亚大片海底森林及依赖它们获取食物和庇护的许多海洋生物走向消亡。

西澳大利亚的极端海洋热浪

拉尼娜指厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)气候模式的正位相,会给东南亚和澳大利亚带来气旋、降雨和洪水。此类极端天气造成的破坏性影响在陆地上显而易见,但许多人并不了解水下同样具有破坏性的后果。

西澳大利亚绵长海岸沿线多样而广阔的海洋生态系统,对拉尼娜事件造成的破坏性影响并不陌生。2011年,强烈的拉尼娜状况增强了李文洋流向南流动,将热带暖水推入较冷的温带海域。

与此同时,风力比常年平静,导致空气中的热量异常大量地传入海洋上层。结果,一场前所未有的海洋热浪影响了超过2,000 km的西澳大利亚海岸线,范围从宁格洛礁以北一直延伸至大陆西南角的利文角。海水温度飙升至至少140年来的记录之上。

记录仪测得的珀斯近海海洋温度,测量深度为10m,即海藻森林所在处;a)以及卫星测得的澳大利亚各地2011年3月海表温度距平(相对于1971-2000年),当时正值海洋热浪高峰;b)
Thomas Wernberg a)Thomas Wernberg/NASA b)

厄尔尼诺和拉尼娜驱动的气候变率是一种自然现象,数千年来一直影响着地球生态系统。然而,迄今最先进的 近期模拟实验表明,人为气候变化将加剧厄尔尼诺和拉尼娜事件驱动的极端气候变率。

预计极端拉尼娜事件的发生频率将从平均每23年一次增至每13年一次,这意味着温带海洋生态系统在异常高温时期之间获得的恢复时间将缩短。

重击:独特的西部海域

按照全球标准,西澳大利亚的海洋环境独具特色。这里有两处世界遗产地—— 宁格洛礁,澳大利亚最大的岸礁;以及 鲨鱼湾,这里有广阔的海草床、海龟、鲨鱼和儒艮。

从宁格洛礁向南至利文角,海草床和海藻森林还沿着超过1,000 km的海岸线分布。这些海底森林孕育着世界上种类最丰富的海草和海藻,以及数百种地球上其他地方都找不到的物种。

温带海藻森林和海草床就像热带珊瑚礁和陆地森林一样——它们提供立体栖息地、食物和庇护,供多种相关物种生存,其中许多具有经济价值,例如 鲍鱼 和岩龙虾。

西南澳大利亚海岸沿线的许多物种已经进化出适应较冷温带水域的能力。当夏季海水温度达到峰值、如2011年初那样飙升时,许多物种会过热,出现生理压力,甚至死亡。

2011年拉尼娜事件之后,多种物种大规模死亡,包括 海藻、 海草、 贝类 和 有鳍鱼类。

形成森林的植物,例如 大型褐藻 和 海草 ,受到的打击尤其严重,并连带影响了依赖这些森林获取食物和庇护的野生生物。

一种形成森林的海藻 在短短几个月内便从超过100 km的海岸线上 彻底消失 。再往北,多种造礁珊瑚出现 前所未有的

白化和死亡。

近年来,世界其他温带地区也观察到海洋变暖导致海底森林迅速消失。 此外, 进入温带区域的热带食植鱼类

往往会加速摧毁热浪和变暖所造成的损害。

严峻的未来 拉尼娜事件还影响了重要渔业和旅游业。例如,卡尔巴里的一个 区域鲍鱼渔业

遭到重创,鲨鱼湾的扇贝和蓝泳蟹资源也已崩溃。 高水温和食物匮乏还 导致小企鹅死亡 并降低了它们的繁殖成功率;备受重视的 西澳岩龙虾 也出现大量死亡。另一方面, 许多暖水物种被发现出现在更南面的海域

,比往常更靠南,这为休闲和商业渔民都带来了机会。 在许多情况下,海洋热浪发生后的四年里,物种种群数量仍未恢复正常,有些物种甚至毫无恢复迹象。例如,罗氏鲍鱼的北部种群尚未自然恢复,一项 大规模增殖放流计划

正在开展,以恢复这一渔业。同样,形成森林的海藻种群也尚未恢复。

随着拉尼娜事件发生频率翻倍,海洋热浪预计将变得更频繁、更严重,最终可能给西澳大利亚在全球具有重要意义的海底森林敲响丧钟,并带来深远的社会经济影响。 数以百万计的人依赖温带海洋生态系统提供的生态产品和服务,因此,我们需要更深入了解哪些条件能够增强生态系统应对气候变率的韧性,以尽可能保护并维持这些生态系统,让它们在未来数十年继续存在。近期关于珊瑚礁的 研究

表明,如果当地条件有利,热带生态系统能够从极端变暖事件中恢复。然而,温带礁生态系统从海洋热浪中恢复的能力,人们了解得少得多。

尚待回答的问题是:我们的海藻森林能否在这些水下热浪接连冲击之间获得恢复时间,还是会转变为一种贫瘠程度更高的新状态? 本文与The Conversation

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作者:Thomas Wernberg是西澳大利亚大学海洋生态学ARC未来研究员。Dan Smale是英国海洋生物学协会海洋生态学研究员。

图片:沙姆沙伊赫以南约30 km(19 miles)、西奈半岛最南端的拉斯穆罕默德保护区内可见珊瑚礁。REUTERS/Asmaa Waguih。

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