一项新的分析表明，热带珊瑚礁中那些在严酷的海洋热浪中依然存在的少量珊瑚群落，可能蕴含着保护全球珊瑚的线索。
科学家们在2019年一次严重的海洋热浪发生前和发生后，对夏威夷的珊瑚礁进行了航空调查，发现某些地点的珊瑚状况比邻近区域要好。这些所谓的“避难所”尽管面临着相似的温度，但珊瑚损失却减少了高达40%。研究人员于5月2日在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences) 上报告说，许多变量可能解释了它们的成功，包括距离人类聚居地的远近等。
“我们正在试图了解这些（避难所）在哪里，以及它们为什么在那里，”该研究的合著者、亚利桑那州立大学希洛校区全球探索与保护科学中心主任Greg Asner说。“从保护的角度来看，这些是微小的亮点，就像海洋中已经存在的、需要保护的生物多样性方舟。”
气候变化使得海洋热浪更加频繁。长时间暴露在这些高温条件下对珊瑚构成了严重威胁。当周围的水温过高时，承受压力的珊瑚会发生“白化”：珊瑚体内居住的有益微生物藻类被排出，留下它们苍白如幽灵的颜色。如果热浪持续足够长的时间，珊瑚最终会死亡。
为了更好地理解为什么有些珊瑚比其他珊瑚更具韧性，Asner和他的合作者追踪了夏威夷六个岛屿周围 21,773 公顷（84平方英里）珊瑚礁的珊瑚死亡情况。研究人员在2019年1月，即海洋热浪席卷该群岛前的六个月，飞越了这些珊瑚礁。然后，该团队在2020年1月重复了这项调查，以了解珊瑚在干扰下的生存状况。
研究人员利用一种名为成像光谱的技术来分析珊瑚的分子组成，这使得他们能够区分活珊瑚和死珊瑚。Asner说，活珊瑚及其藻类寄居体中测得的蛋白质、叶绿素和碳化合物具有独特性。一旦珊瑚死亡，它就会被大型藻类覆盖，而大型藻类的分子组成更类似于陆地植物。
Asner说，过去大多数研究都集中在白化的珊瑚上。然而，并非所有这些生病的珊瑚都会死亡。“我们真正需要的是知道珊瑚在哪里死亡，而不仅仅是生病，这样我们才能开始围绕那些死亡和那些存活下来的珊瑚来制定保护和管理计划。”
热浪过后，Asner及其团队绘制的珊瑚礁平均损失了 26.1% 的活珊瑚，覆盖了约 6.3% 的海底。拉奈岛、夏威夷岛和卡胡拉维岛周围的水域，遭受海洋热浪的打击尤为严重，损失的活珊瑚比例最高。
然而，研究人员还发现，热浪发生前珊瑚覆盖率更高的珊瑚礁比珊瑚覆盖率较低的珊瑚礁更能抵御这次事件。研究团队写道，这些区域可能在热浪期间充当长期避难所。Asner说，有几十个避难所，大小从几英亩到几百英亩不等。
“好的情况大多出现在人类活动很少、污染和沉积物或径流极少的未开发地区，”他说。这些珊瑚在遭遇热浪时可能比住宅区和农业区附近的珊瑚更健康。
“夏威夷的废水处理非常糟糕，”Asner说。“在某些地区，我们有大量的人类排泄物——粪便和尿液——进入海洋。”他表示，遏制人类排泄物、杀虫剂和其他污染物的排放，对于加强那些不生活在受保护避难所中的珊瑚至关重要。
此外，一些避难所位于由凉爽的淡水地下水补给的天然水下泉水附近。Asner说：“在有（淡水）渗漏的地区，珊瑚在热浪期间表现更好，因为这就像一个微型热保护毯。”然而，他补充说，还需要对这些“小型保护者”的重要性以及它们在未来日益增强的海洋热浪中的表现进行更多研究。
即使在避难所内，也不是所有珊瑚都幸存了下来。“显然有赢家和输家，”Asner说。一些物种，如鹿角珊瑚，比其他物种更容易受到温度升高的影响。而一些珊瑚具有使其比其物种中其他成员更强壮的遗传特征。研究人员总结说，追踪避难所中哪些珊瑚在热浪中幸存下来，可以为保育人士提供有价值的珊瑚育种和珊瑚礁恢复工作的相关信息。
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另一个重要的下一步是识别夏威夷群岛以外珊瑚礁中的避难所。特定区域的珊瑚对温度升高的反应将取决于当地的海洋环境、存在的物种以及珊瑚礁面临的污染和其他压力源的类型。Asner及其团队希望在明年夏天开始使用卫星测量珊瑚死亡情况。
“我们将在本十年内，甚至在本十年上半叶完成全球覆盖，但现在我不想让人们认为夏威夷代表了整个地球，”他说。
澳大利亚詹姆斯·库克大学珊瑚礁研究卓越中心海洋生物学家Terry Hughes表示，新的结果与科学家们在对大堡礁进行的以往航空调查中注意到的一些模式相似。
Hughes在电子邮件中表示：“我们也表明，热量暴露……解释了为什么有些地方比其他地方损失的珊瑚更多。”“在每次白化事件中，水温最高、持续时间最长的地方，死亡的珊瑚也最多。”
他的团队还发现，一些珊瑚物种的死亡率高于其他物种，尽管在更极端的情况下，这种差异缩小了。“赢家-输家光谱在白化程度相对温和时最为突出，”Hughes说。“即使是所谓的赢家，如果温度足够高，也会遭受高损失。”
Hughes及其同事还追踪了大堡礁在多次热浪后珊瑚白化的情况。北部珊瑚礁的部分地区在1998年和2002年逃过了白化。Hughes说：“然后北部地区在2016年的第三次大规模白化事件中‘烤焦’了，之后在2017年、2020年和2022年再次白化。”“要确定一个避难所，你需要观察它在多次白化事件中对热应激的反应，看看该地点是否能持续地以很少或没有损害逃脱。”
他警告说，新发现的夏威夷避难所将如何应对未来的干扰，仍有待观察。
Hughes说：“过早地将一个地方在一年的损失相对较小就视为避难所，还为时过早。”“这个世界上充满了过去的珊瑚礁避难所——那些在一个白化事件中相对幸运，却在随后的事件中遭受重创的地方。”
