南加州海藻森林的大規(guī)模長(zhǎng)期試驗(yàn)為沿海生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性如何隨著時(shí)間的推移而受到影響，因?yàn)闅夂蜃兓赡軙?huì)增加海洋風(fēng)暴的頻率。弗吉尼亞大學(xué)和加州大學(xué)圣巴巴拉分校的研究人員試驗(yàn)性地模擬了海岸四個(gè)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(yù)測(cè)的那樣，風(fēng)暴頻率的增加可能會(huì)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(yán)重程度起著次要作用，”UVA環(huán)境科學(xué)教授，首席研究員Max Castorani說(shuō)。

這項(xiàng)研究于10月30日在線發(fā)表在“ 生態(tài)學(xué) ”雜志上，科學(xué)家試圖預(yù)測(cè)氣候變化帶來(lái)的生態(tài)后果。正如許多科學(xué)家所期望的那樣，如果氣候模型預(yù)測(cè)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(shí)間的推移而變化的少數(shù)長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)之一。一些氣候預(yù)測(cè)表明風(fēng)暴頻率和嚴(yán)重程度將會(huì)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(jié)果，研究人員計(jì)算并測(cè)量了超過(guò)200種植物，無(wú)脊椎動(dòng)物和魚(yú)類，這些植物，無(wú)脊椎動(dòng)物和魚(yú)類在九年內(nèi)每三個(gè)月在Santa Barbara附近的大型實(shí)驗(yàn)和控制海帶森林中進(jìn)行。他們發(fā)現(xiàn)每年都會(huì)對(duì)海帶森林進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性削減并逐年減少，這種情況發(fā)生在嚴(yán)重的冬季風(fēng)暴涉及大浪的過(guò)程中，導(dǎo)致附著在海底的小型植物和無(wú)脊椎動(dòng)物加倍(藻類，珊瑚，?？?，海綿)，但也導(dǎo)致魚(yú)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(jié)果令我們感到驚訝，因?yàn)槲覀冾A(yù)計(jì)一場(chǎng)嚴(yán)重的冬季風(fēng)暴將導(dǎo)致海帶森林生物多樣性發(fā)生重大變化，”Castorani說(shuō)。“相反，隨著時(shí)間的推移，干擾的次數(shù)影響最大，因?yàn)轭l繁的干擾會(huì)抑制巨型海藻的恢復(fù)，對(duì)周圍的海洋生物造成嚴(yán)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(zhǎng)達(dá)100英尺，形成一個(gè)密集的樹(shù)冠，就像陸地森林一樣，為水柱中更遠(yuǎn)的生物提供遮蔭和遮蔽。海底。當(dāng)森林被大風(fēng)暴摧毀時(shí)，“林下”隨著陽(yáng)光變得更加明亮，但整體上的物理復(fù)雜性和生產(chǎn)力降低，影響物種多樣性的平衡。雖然當(dāng)大型海上風(fēng)暴向海岸線發(fā)出破壞性波浪時(shí)，周期性地發(fā)生這種情況是正常的，但森林通常會(huì)迅速恢復(fù)。但更頻繁的風(fēng)暴會(huì)反復(fù)阻礙恢復(fù)，最終導(dǎo)致海洋生物大幅度改變。

氣候變化預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)未來(lái)幾十年風(fēng)暴的頻率和嚴(yán)重程度會(huì)增加，這可能會(huì)導(dǎo)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(shuō)，巨大海藻的反復(fù)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(zhǎng)，而一些商業(yè)和休閑所需的魚(yú)類，螃蟹，龍蝦，小麥和蛤蜊可能會(huì)下降。

該實(shí)驗(yàn)在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的圣巴巴拉沿海長(zhǎng)期生態(tài)研究站點(diǎn)進(jìn)行。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助世界各地的許多長(zhǎng)期研究項(xiàng)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(gè)重要的發(fā)現(xiàn)，干擾的嚴(yán)重程度和頻率以不同的方式影響海藻床社區(qū)，”美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)長(zhǎng)期生態(tài)研究項(xiàng)目主任大衛(wèi)加里森說(shuō)。“我們需要這種研究來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)的海帶床社區(qū)將會(huì)是什么樣子，以及它們將提供什么樣的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。”

Castorani表示，這項(xiàng)為期九年的研究表明了長(zhǎng)期生態(tài)研究對(duì)于理解環(huán)境變化的價(jià)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(diǎn)主要集中在對(duì)單一事件的反應(yīng)，但我們的新實(shí)驗(yàn)顯示了多年來(lái)研究反復(fù)干擾的重要性，”他說(shuō)。“如果沒(méi)有NSF的LTER計(jì)劃的長(zhǎng)期支持，我們將無(wú)法理解該系統(tǒng)的生態(tài)學(xué)。”