珊瑚礁有长期以来一直被认为作为全球变暖的最早,最重要的生态伤亡之一。
在新研究发表在期刊上PLOS气候,我们发现这些热带生态系统的未来 - 被认为是藏匿的比其他任何物种更多- 可能比预期的要差。
引起更频繁的海洋热浪全世界。珊瑚已经适应了特定温度范围的生活,因此,当海洋温度太热以延长时间,珊瑚可能会漂白 - 失去了生活在组织内的五颜六色藻类并通过光合作用滋养它们,并可能最终死亡。
在热带地区,大规模漂白和死亡随着气候变暖,从罕见到有些规律的发生。更频繁的热浪意味着珊瑚必须恢复的时间越来越短。
在2018年的一份报告中,政府间气候变化小组预测,全球变暖的1.5°C会导致在70%至90%之间世界上珊瑚礁消失。
现在,由于模型能够检查珊瑚礁之间的温度差异一公里,我们的团队发现,在变暖的1.5°C下,世界预计将达到世界2030年代初如果没有限制温室气体排放的剧烈行动,世界上有99%的礁石将遇到太常见的热浪,无法恢复。
这将为数千种依赖珊瑚礁的物种以及大致的灾难十亿人他们的生计和粮食供应受益于珊瑚礁生物多样性。
热弹药
热波的热应力会影响珊瑚巨大的地理区域,就像整个北方大堡礁或群岛一样,就像马尔代夫一样。 2015 - 16年的海洋热浪引起广泛的漂白在每个太平洋,大西洋和印度洋。
珊瑚是类似小息肉的动物,通过分泌建造礁石的碳酸钙骨架,形成数千种菌落。珊瑚生长缓慢,因此漂白和死亡后的恢复可能需要很长时间,并且可能会受到污染和过度捕捞的阻碍。有些物种生长更快,并且能够更快地恢复。
科学家希望那样当地条件在某些礁石上会确保合适的温度即使在周围地区温暖的情况下,对于珊瑚来说也是如此。由于上升流,可能会导致这些条件,在这种情况下,将较冷的水带到表面或强大的洋流。珊瑚礁经理可以优先这些所谓的避难所为珊瑚提供了更大的生存机会。
但是,很难找到这些避难所,因为它们可能很小,并且可以分辨出模型随时间变化的气候变化的气候预测往往太粗糙了。
我们的团队通过从卫星观测值中缩写历史数据来降低气候模型预测的分辨率,以找出Refugia将来可能会持续存在的地方。
我们发现,从1986年到2019年,世界礁石中有84%提供了足够的热避难所。这意味着珊瑚有足够的时间在漂白事件之间恢复。
全球变暖的1.5°C高于工业前的水平,其中只有0.2%的避难所仍然存在。在温暖的2°C下,不再存在珊瑚礁的热避风港。
世界上大多数礁石避难所在1.5°C消失。 (Dixon等人,PLOS气候,2022年)
初步发现从另一项研究(尚未完成同行评审过程)似乎可以证实1.5°C全球变暖对珊瑚礁的灾难性影响。这项研究是由美国科学家独立进行的,但使用不同的方法,但具有相同的气候模型和空间分辨率。
珊瑚礁的未来
1.5°C的全球变暖是世界领导人在2015年签署巴黎协定时渴望维持的下限。该目标正在移动遥不可及。
对于珊瑚礁,全球变暖没有安全的限制。鉴于全球平均温度升高的速度,海洋热浪可能变得如此频繁,以至于世界上大多数珊瑚礁都会定期遭受无法忍受的热应力。大多数礁石已经在这个十年中经历了至少一项这样的活动。
并非所有地区都在热浪不是全球的同时压力,也不是所有珊瑚漂白剂。一些珊瑚种比其他人更有能力应对极端温度增长形式或藻类的类型在他们的组织中。
尽管如此,这项研究中预测的热浪的幅度和频率可能会影响甚至抗性的珊瑚种类,这表明世界将失去其大部分礁石生物多样性。未来的珊瑚礁看起来可能与我们今天所知道的丰富多彩和多样化的生态系统截然不同。
气候变化已经全球珊瑚礁降解。现在,我们知道保护最后剩余的温度避难所不会自行起作用。削减本十年的温室气体排放是节省剩下的最佳希望。
阿黛尔·迪克森(Adele Dixon),珊瑚生物学的博士候选人,利兹大学;玛丽亚·比格(Maria Beger),保护科学副教授,利兹大学;彼得·卡尔姆斯(Peter Kalmus),数据科学家,NASA, 和斯科特·赫恩(Scott F. Heron),物理学副教授,詹姆斯·库克大学。