海洋風暴頻率的增加可能會改變海帶森林生態(tài)系統(tǒng)

南加州海藻森林的大規(guī)模長期試驗為沿海生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性如何隨著時間的推移而受到影響，因為氣候變化可能會增加海洋風暴的頻率。弗吉尼亞大學和加州大學圣巴巴拉分校的研究人員試驗性地模擬了海岸四個地方海底巨型海藻林的喪失

圣塔巴巴拉發(fā)現(xiàn)，如某些氣候變化模型所預測的那樣，風暴頻率的增加可能會極大地改變沿加利福尼亞海岸線生活的海洋生物的比例和類型。

“我們發(fā)現(xiàn)干擾的頻率是影響海帶森林生物多樣性的最重要因素，而特定年份干擾的嚴重程度起著次要作用，”UVA環(huán)境科學教授，首席研究員Max Castorani說。

這項研究于10月30日在線發(fā)表在“ 生態(tài)學 ”雜志上，科學家試圖預測氣候變化帶來的生態(tài)后果。正如許多科學家所期望的那樣，如果氣候模型預測在自然界中發(fā)揮作用，那么作為世界上主要沿海海洋棲息地的海帶森林如何隨著時間的推移而變化的少數(shù)長期實驗之一。一些氣候預測表明風暴頻率和嚴重程度將會增加，正如某些地區(qū)已經(jīng)發(fā)生的那樣。

為了得出他們的研究結果，研究人員計算并測量了超過200種植物，無脊椎動物和魚類，這些植物，無脊椎動物和魚類在九年內每三個月在Santa Barbara附近的大型實驗和控制海帶森林中進行。他們發(fā)現(xiàn)每年都會對海帶森林進行實驗性削減并逐年減少，這種情況發(fā)生在嚴重的冬季風暴涉及大浪的過程中，導致附著在海底的小型植物和無脊椎動物加倍(藻類，珊瑚，海葵，海綿)，但也導致魚類和貝類減少30%至61%，如蛤蜊，海膽，海星，龍蝦和螃蟹。

“我們的研究結果令我們感到驚訝，因為我們預計一場嚴重的冬季風暴將導致海帶森林生物多樣性發(fā)生重大變化，”Castorani說。“相反，隨著時間的推移，干擾的次數(shù)影響最大，因為頻繁的干擾會抑制巨型海藻的恢復，對周圍的海洋生物造成嚴重影響。”

作為所有藻類中最大的藻類，巨大的海藻從海底到水面長達100英尺，形成一個密集的樹冠，就像陸地森林一樣，為水柱中更遠的生物提供遮蔭和遮蔽。海底。當森林被大風暴摧毀時，“林下”隨著陽光變得更加明亮，但整體上的物理復雜性和生產(chǎn)力降低，影響物種多樣性的平衡。雖然當大型海上風暴向海岸線發(fā)出破壞性波浪時，周期性地發(fā)生這種情況是正常的，但森林通常會迅速恢復。但更頻繁的風暴會反復阻礙恢復，最終導致海洋生物大幅度改變。

氣候變化預測預測未來幾十年風暴的頻率和嚴重程度會增加，這可能會導致海帶森林生物多樣性發(fā)生深刻變化，正如新的研究所表明的那樣。Castorani說，巨大海藻的反復流失造成了生態(tài)“贏家和輸家”。“Understory”生物 - 海藻，海綿，?？秃Ｉ?- 更有可能茁壯成長，而一些商業(yè)和休閑所需的魚類，螃蟹，龍蝦，小麥和蛤蜊可能會下降。

該實驗在美國國家科學基金會的圣巴巴拉沿海長期生態(tài)研究站點進行。美國國家科學基金會資助世界各地的許多長期研究項目，旨在全面了解幾十年及以后的生態(tài)系統(tǒng)變化。

“這是一個重要的發(fā)現(xiàn)，干擾的嚴重程度和頻率以不同的方式影響海藻床社區(qū)，”美國國家科學基金會長期生態(tài)研究項目主任大衛(wèi)加里森說。“我們需要這種研究來預測未來的海帶床社區(qū)將會是什么樣子，以及它們將提供什么樣的生態(tài)系統(tǒng)服務。”

Castorani表示，這項為期九年的研究表明了長期生態(tài)研究對于理解環(huán)境變化的價值，就像觀看環(huán)境影片而不是拍攝只捕捉片刻的快照一樣。

“先前研究的重點主要集中在對單一事件的反應，但我們的新實驗顯示了多年來研究反復干擾的重要性，”他說。“如果沒有NSF的LTER計劃的長期支持，我們將無法理解該系統(tǒng)的生態(tài)學。”

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