急性热应激导致濒危鹿角珊瑚从偏远亚热带珊瑚礁系统消失：一项关键研究

《Coral Reefs》：Acute heat stress and the extirpation of a threatened coral species from a remote, subtropical reef system

为探究 2023 年 Dry Tortugas 国家公园海洋热浪对濒危鹿角珊瑚（Acropora palmata）的致死性，研究人员对比原位和卫星温度数据开展研究。结果显示，原位水温更热，该珊瑚或存在温度上限阈值致其快速死亡。这对保护珊瑚礁生态意义重大。

　　在广袤的海洋世界里，珊瑚礁犹如一座 “海底城市”，为众多海洋生物提供了栖息之所，对维持海洋生态平衡起着举足轻重的作用。鹿角珊瑚（Acropora palmata）作为珊瑚礁的重要 “建筑师”，在过去的 20 万年里，一直是西大西洋构建珊瑚礁的主要物种，它所营造的礁顶栖息地，为无数海洋生物提供了生存空间，同时还能抵御海浪能量，保护海岸线 。然而，从上世纪 70 - 80 年代开始，鹿角珊瑚就厄运连连，先是遭遇了 “白色带状疾病”（White Band Disease）的肆虐，导致大量鹿角珊瑚死亡，种群数量锐减，这也使得它在 2008 年被国际自然保护联盟列为极度濒危物种，并于 2021 年再次确认，同时还被美国《濒危物种法案》列为受威胁物种。

除了疾病的威胁，全球气候变暖引发的海洋热浪也成为了鹿角珊瑚生存的巨大挑战。在 2023 年，一场前所未有的海洋热浪席卷了 Dry Tortugas 国家公园所在的海域，这片位于佛罗里达珊瑚礁系统最西端的区域，向来有着独特的海洋动力学特征。以往，这里的珊瑚受低温事件影响较大，但 2023 年的这场热浪打破了常规，其强度和持续时间在卫星记录中均史无前例，最终导致该区域的鹿角珊瑚全军覆没。

为了深入了解这一灾难性事件背后的原因，美国地质调查局（U.S. Geological Survey）、佛罗里达州立大学（Florida State University）以及 Dry Tortugas 国家公园的研究人员携手展开了研究 。他们的研究成果发表在《Coral Reefs》上，为我们揭示了这场珊瑚灾难背后的秘密。

在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先是长期监测技术，自 2004 年起，他们就对 Dry Tortugas 国家公园内野生鹿角珊瑚种群进行持续监测，2018 年和 2022 年又分别在不同地点建立了实验种群 。其次是温度测量技术，通过在珊瑚深度（约 2.7 米）部署 HOBO? Water Temp Pro v2 温度记录仪，每 15 分钟获取一次原位水温数据；同时，下载美国国家海洋和大气管理局（NOAA）珊瑚礁观察（CRW）项目提供的卫星海面温度（SST）数据进行对比 。此外，还分析了 NOAA 国家数据浮标中心（NDBC）的风速数据，探究其对水温的影响 。

研究结果

• 珊瑚生存状况：2023 年 4 月的实地考察中，所有站点的野生和实验鹿角珊瑚种群都表现健康。但到了 8 月，情况急转直下，在为实验珊瑚部署遮阳罩的紧急考察中发现，所有观察到的鹿角珊瑚要么完全白化，要么已经死亡 。11 月的后续观察显示，所有实验和野生的鹿角珊瑚种群均已死亡，这意味着 Dry Tortugas 国家公园内已知的所有活鹿角珊瑚都已消失。
• 温度数据对比：卫星和原位温度数据呈现出强正相关（皮尔逊相关系数 = 0.991，p < 0.0001） ，但 NOAA 卫星数据比原位数据更凉爽（配对 t 检验，原位减去卫星平均偏差 = 0.177°C，T = 8.78，df = 364，p < 0.0001） ，尤其是在夏季 。进一步将数据按季节分组分析发现，春季和夏季的原位与卫星温度差异显著大于秋季和冬季 。
• 温度与风速关系：原位每日最高温度与每日平均风速呈负相关（简单线性回归R2 = 0.22，p <0.0001） 。低风速会在浅水区产生 “池塘效应”，导致夏季水温更高，冬季水温更低 。这种效应使得卫星在 2023 年 8 月 “错过” 了一些极端温度，而原位记录仪则能更准确地记录珊瑚实际经历的极端温度。
• 高温天数差异：以 31°C 作为鹿角珊瑚的白化阈值温度，原位数据显示有 54 天日平均温度高于此阈值，而卫星数据仅显示 41 天 。原位数据还记录到 13 天日平均温度高于 32°C，卫星数据则没有记录 。这 13 天中的 11 天集中在 8 月 4 日至 15 日，与实地观察到的鹿角珊瑚全部白化或死亡的时间相符。

研究结论与讨论
综合研究结果表明，至少在这个亚热带地区，鹿角珊瑚对严重热应激可能存在阈值型反应。当浅水区日平均温度连续 13 天超过 32°C 时，鹿角珊瑚就出现了早期致死现象，而此时距离热应激积累峰值（即最高 Degree Heating Week，DHW）还有 6 周多的时间 。这一发现揭示了鹿角珊瑚对高温的敏感性远超预期，以往认为该物种对高温的敏感性较低，直到 2005 年才首次记录到其白化现象 。

同时，研究中发现的原位和卫星数据差异表明，在监测对极端热敏感的鹿角珊瑚白化情况时，原位数据至关重要。由于全球热应激趋势日益加剧，这不仅威胁着 Dry Tortugas 国家公园的珊瑚礁，还对所有鹿角珊瑚曾经或现在占主导地位的珊瑚礁构成了严重威胁。为了恢复鹿角珊瑚种群，研究人员认为可能需要从具有更高热应激耐受性和白化阈值的温暖纬度或微气候种群中进行辅助迁移（如 Kuffner 等人在 2020 年提出的方法） 。

这项研究为我们敲响了警钟，让我们更加清楚地认识到海洋热浪对珊瑚礁生态系统的严重破坏，也为后续的珊瑚保护和恢复工作提供了重要的理论依据和实践方向，提醒人们必须重视气候变化对海洋生态的影响，并采取积极有效的措施加以应对。**<