珊瑚礁是地球上最豐富的生態(tài)系統(tǒng)之一，它不僅為無數(shù)海洋物種提供棲息地，還為沿海社區(qū)提供漁業(yè)資源、旅游業(yè)支持以及文化和經(jīng)濟價值。然而，隨著氣候變化加劇，珊瑚礁面臨的威脅日益增多——熱脅迫、污染以及水質(zhì)變化等問題正在顯著影響珊瑚礁的健康狀況。近年來，全球范圍內(nèi)的珊瑚白化事件頻繁發(fā)生，珊瑚的生長和生物量也呈下降趨勢，這嚴重影響了珊瑚礁的生態(tài)服務(wù)功能。珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的韌性，即其在面對環(huán)境變化時的適應(yīng)和恢復(fù)能力，已經(jīng)成為學界研究的熱點問題。理解珊瑚在熱脅迫和水質(zhì)惡化等環(huán)境壓力下的生長模式，以及這些壓力如何相互作用，能夠為珊瑚礁保護提供重要的科學依據(jù)。

2025年5月17日發(fā)表在《Scientific Reports》期刊上的一項最新研究探討了海岸水體濁度與熱脅迫對斐濟造礁濱珊瑚（Porites spp.）生長的協(xié)同調(diào)控機制（Coastal seawater turbidity and thermal stress control growth of reef - building Porites spp. corals in Fiji）。這項由卡迪夫大學和佛羅里達州立大學領(lǐng)頭開展的研究通過分析1998年至2016年間在不同環(huán)境條件下采集的孔珊瑚科的珊瑚巖芯樣本，發(fā)現(xiàn)了珊瑚的線性增長速度與海水混濁度呈顯著負相關(guān)。同時，2013~2016年的熱浪事件使所有研究地點的珊瑚生長率下降了14%~30%。研究指出，水質(zhì)惡化與海水升溫的復(fù)合作用使得這些長壽命、近岸的硬珊瑚更加脆弱。因此，研究團隊呼吁在制定沿海生態(tài)系統(tǒng)管理策略時，必須同時考慮這些互相作用的局部與全球環(huán)境壓力因素。

本研究的核心目標是探索水體濁度（與土地使用變化密切相關(guān)）和熱脅迫對斐濟近岸珊瑚礁中Porites屬珊瑚的影響。Porites屬珊瑚廣泛分布于印度-太平洋地區(qū)，它們的生長特性使其成為衡量珊瑚礁健康和生態(tài)韌性的理想對象。通過對1998年至2016年間珊瑚生長記錄進行分析，研究者旨在評估熱脅迫和水質(zhì)因素如何共同影響珊瑚的生長，以及這些因素在不同珊瑚礁區(qū)域之間作用的差異。

為確保數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，研究人員從斐濟的多個珊瑚礁中提取了20個Porites屬珊瑚的核心樣本，并對其采用了珊瑚年輪分析技術(shù)。這些涵蓋從1998年到2016年間的生長記錄的珊瑚樣本包括了多個不同環(huán)境條件下生長的珊瑚群落。研究團隊測量了這些珊瑚的年生長速率，并通過對海水溫度（SST）、水體濁度（Kd490）、熱脅迫（度熱周數(shù)DHW）、風速、降水量等環(huán)境因素進行數(shù)據(jù)分析，探討了這些因素如何影響珊瑚的生長。具體而言，研究人員使用了線性回歸分析來探討環(huán)境變量與珊瑚年生長速率之間的關(guān)系——特別聚焦于2013至2016年期間的熱脅迫事件，以檢視珊瑚如何響應(yīng)急劇變化的環(huán)境壓力。此外，通過對五年時間間隔的數(shù)據(jù)進行分析，研究人員還評估了珊瑚生長的年際波動。

海水水體濁度與珊瑚生長之間存在顯著的負相關(guān)關(guān)系是本研究的一個主要發(fā)現(xiàn)。隨著水體濁度的增加，珊瑚的年生長速率呈現(xiàn)下降趨勢。研究數(shù)據(jù)表明，在斐濟近岸珊瑚礁中，Porites屬珊瑚的生長速率在不同區(qū)域之間存在從0.78 cm/年到1.44 cm/年不等的差異，，而這一差異主要與以水體渾濁度為主的局部環(huán)境因素密切相關(guān)。較高的水體濁度通常意味著較低的光照強度，這對于珊瑚的光合作用和生長來說十分不利。珊瑚依賴共生藻類進行光合作用，而高濁度的水域會減少水中的光照，從而影響珊瑚的光合作用效率，最終導(dǎo)致其生長受限。然而，研究還發(fā)現(xiàn)，雖然水體濁度影響珊瑚生長，但在某些情況下，某些生長在濁度較高水體中的的珊瑚礁反而在熱脅迫條件下表現(xiàn)出較強的抗性。這表明，水體濁度的影響是復(fù)雜的，其可能會因其他環(huán)境因素的調(diào)節(jié)而發(fā)生變化。

該圖為斐濟地圖，突出顯示了本研究中討論的珊瑚礁巖心采樣位置。符號代表樣本數(shù)據(jù)來源（為本研究采集或從文獻匯編而來） ，符號顏色標識采集樣本的不同珊瑚礁。a部分展示了斐濟群島部分區(qū)域及本研究所有采樣位置。土地利用情況以數(shù)字高程模型（DEM，源自SRTM，30米分辨率 ）呈現(xiàn)，帶有山體陰影。b、c、d部分展示了有巖心覆蓋區(qū)域，將DEM與土地覆蓋數(shù)據(jù)、河流和集水區(qū)數(shù)據(jù)疊加顯示 。這些地圖使用QGIS 3.36.3制作。圖例中包含巖心位置（不同年份研究標識）、土地利用類型（森林、草地等 ）、集水區(qū)、珊瑚礁、河流、小溪及集水區(qū)域標識。 圖源：Samperiz, A., Sosdian, S., Hendy, E. et al. (2025)

熱脅迫在海洋溫度升高的情況下是導(dǎo)致珊瑚白化和死亡的主要因素之一，珊瑚的生長和生物量會受到顯著影響。該研究還發(fā)現(xiàn)，在2013至2016年的熱脅迫期間，所有珊瑚生長地點的線性生長速率普遍下降了14%至30%。這一下降的幅度在各個珊瑚礁之間有所不同，最顯著的下降出現(xiàn)在蘇瓦礁（25%）和南納努島礁（25%）。這表明熱脅迫對珊瑚生長的負面影響是普遍的，并且與局部水質(zhì)和溫度條件密切相關(guān)。此外，研究還指出，雖然珊瑚在面對熱脅迫時表現(xiàn)出一定的適應(yīng)能力，但隨著海水溫度的持續(xù)升高，珊瑚的生長速率會顯著下降。這一結(jié)果強調(diào)了全球氣候變化對珊瑚礁健康的威脅——尤其在斐濟這樣的熱帶地區(qū)，珊瑚已經(jīng)生活在它們的熱耐受閾值附近，未來全球變暖可能會加劇這一問題。

該研究還進一步揭示了水質(zhì)變化與熱脅迫之間的復(fù)合效應(yīng)，強調(diào)了“氣候變化避難所”概念。盡管高濁度的水域可能對珊瑚提供一定程度的保護，即使減少光照強度的增加可能減少熱應(yīng)激的直接影響，但這種“氣候變化避難所”的效果是有限的，尤其是當海水溫度持續(xù)上升時。這表明，盡管局部環(huán)境因素（水體濁度）在一定程度上會影響珊瑚的適應(yīng)能力，但熱脅迫依然是珊瑚生長的主要限制因素。因此，政策應(yīng)關(guān)注這些潛在的避難所區(qū)域，并為它們制定更加精準的保護措施。通過保護這些區(qū)域，減少人為壓力來幫助珊瑚在未來氣候變化中獲得更多的恢復(fù)機會。

該圖展示了各巖心的平均線性延伸率相關(guān)關(guān)系。a和b部分為原始數(shù)據(jù)，分別是1998 - 2016年巖心年線性延伸率與海水濁度（以 K_{d490} 測量 ）、海水表面溫度（SST）的關(guān)系；c和d部分為1998 - 2012年期間巖心平均線性延伸率與海水濁度、海水表面溫度的關(guān)系。圖中不同符號代表不同珊瑚礁及研究（如Votua、Namada等 ）。誤差線反映標準誤差。a和c中顯著關(guān)系為線性延伸率與海水濁度關(guān)系，黑線為線性回歸關(guān)系線及95%置信區(qū)間；b和d中黑線提取自Lough等人2014年研究，代表大堡礁多孔螅屬巖心平均數(shù)據(jù)。圖源：Samperiz, A., Sosdian, S., Hendy, E. et al. (2025)

該圖展示了按5年間隔劃分的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括絕對（cm/yr）和相對（%）線性延伸率、海水濁度、最大加熱周度數(shù)（DHW）以及DHW超過4°C - 周數(shù)的熱應(yīng)激事件數(shù)量。相對線性延伸率按1998 - 2012年期間各位置平均延伸率的變化百分比計算 。分析僅包含涵蓋1998 - 2016年整個時期的巖心記錄。圖中按Coral Coast、Namuka Reef、Nananu - i - Ra Reef、Suva Reef分區(qū)展示數(shù)據(jù)，各分區(qū)下分別呈現(xiàn)延伸率、相對延伸率、濁度、DHW及熱應(yīng)激事件數(shù)量在不同5年間隔（1998 - 2002、2003 - 2007等 ）的箱線圖或柱狀圖情況。圖源：Samperiz, A., Sosdian, S., Hendy, E. et al. (2025)

最后，研究表明，珊瑚礁的適應(yīng)能力和恢復(fù)力不僅取決于全球氣候變化，還與局部的環(huán)境管理密切相關(guān)。因此，南太平洋島國應(yīng)結(jié)合全球氣候變化和地方性環(huán)境因素，制定具有地方特色的環(huán)境政策，即在保護珊瑚礁時，不僅要關(guān)注海洋溫度的升高，還應(yīng)重視水質(zhì)污染、土地利用變化等局部環(huán)境壓力。通過加強對水質(zhì)的監(jiān)測和管理，減少人為污染，尤其是減少泥沙和養(yǎng)分的輸入，這能夠在一定程度上提升珊瑚對熱脅迫的抗性。因此，加強區(qū)域性合作，共享氣候變化信息，推動全球氣候協(xié)議的落實，同時在本地層面實施有效的土地和水質(zhì)管理措施，以減少局部污染對珊瑚礁的負面影響，有利于在氣候變暖的背景下挽救珊瑚群的生命。

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資訊源 | 卡迪夫大學 佛羅里達州立大學

作者 | 李想

指導(dǎo)老師 | Samantha Ma

排版 | 綠葉

參考資料略