海洋风暴频率的增加可能会改变海带森林生态系统

南加州海藻森林的大规模长期试验为沿海生态系统的生物多样性如何随着时间的推移而受到影响，因为气候变化可能会增加海洋风暴的频率。

弗吉尼亚大学和加州大学圣巴巴拉分校的研究人员试验性地模拟了海岸四个地方海底巨型海藻林的丧失。圣塔巴巴拉发现，如某些气候变化模型所预测的那样，增加风暴频率可能会大大改变沿加利福尼亚海岸线生活的海洋生物的比例和类型。

“我们发现干扰的频率是影响海带森林生物多样性的最重要因素，而特定年份干扰的严重程度起着次要作用，”UVA环境科学教授，首席研究员Max Castorani说。

这项研究将于10月30日在线发表在“生态学”杂志上，科学家正试图预测气候变化带来的生态后果。正如许多科学家所期望的那样，如果气候模型预测在自然界中发挥作用，那么作为世界上主要沿海海洋栖息地的海带森林如何随着时间的推移而变化的少数长期实验之一。一些气候预测表明风暴频率和严重程度将会增加，正如某些地区已经发生的那样。为了得出他们的研究结果，研究人员计算并测量了超过200种植物，无脊椎动物和鱼类，这些植物，无脊椎动物和鱼类在三年内每三个月在Santa Barbara附近的大型实验和控制海带森林中进行。他们发现每年都会对海带森林进行实验性削减并逐年减少，这种情况发生在严重的冬季风暴涉及大浪的过程中，导致附着在海底的小型植物和无脊椎动物加倍(藻类，珊瑚，海葵，海绵)，但也导致鱼类和贝类减少30%至61%，如蛤蜊，海胆，海星，龙虾和螃蟹。

“我们的研究结果令我们感到惊讶，因为我们预计一场严重的冬季风暴将导致海带森林生物多样性发生重大变化，”Castorani说。“相反，随着时间的推移，干扰的次数影响最大，因为频繁的干扰会抑制巨型海藻的恢复，对周围的海洋生物造成严重影响。”

作为所有藻类中最大的藻类，巨大的海藻从海底到水面长达100英尺，形成一个密集的树冠，就像陆地森林一样，为水体中更远处的生物提供遮荫和遮蔽。海底。当森林被大风暴摧毁时，“林下”随着阳光变得更加明亮，但整体上的物理复杂性和生产力降低，影响物种多样性的平衡。虽然当大型海上风暴向海岸线带来破坏性波浪时，周期性地发生这种情况是正常的，但森林通常会迅速恢复。但风暴频率的增加会反复阻碍恢复，最终导致海洋生物大幅度改变。

气候变化预测预测未来几十年风暴的频率和严重程度会增加，这可能会导致海带森林生物多样性发生深刻变化，正如新的研究所表明的那样。Castorani说，重复失去巨型海藻会造成生态“赢家和输家”。“Understory”生物 - 海藻，海绵，海葵和海扇 - 更有可能茁壮成长，而一些商业和娱乐性的鱼类，螃蟹，龙虾，小麦和蛤蜊可能会下降。

该实验在美国国家科学基金会的圣巴巴拉沿海长期生态研究站点进行。美国国家科学基金会资助世界各地的许多长期研究项目，旨在全面了解几十年及以后的生态系统变化。“这是一个重要的发现，干扰的严重程度和频率以不同的方式影响海带病群落，”美国国家科学基金会长期生态研究项目主任大卫加里森说。“我们需要这种研究来预测未来的海藻床社区将会是什么样子，以及他们将提供什么样的生态系统服务。”

Castorani表示，这项为期九年的研究表明了长期生态研究对于理解环境变化的价值，就像观看环境影片而不是拍摄仅捕获片刻的快照一样。“先前研究的重点主要集中在对单一事件的反应上，但我们的新实验显示了多年来研究反复干扰的重要性，”他说。“如果没有NSF的LTER计划的长期支持，我们将无法理解该系统的生态学。”

除了在加利福尼亚州的研究，Castorani还在位于弗吉尼亚州东海岸的UVA位于Anheuser-Busch沿海研究中心进行生物多样性研究，自1987年以来，NSF长期资助了大自然保护协会弗吉尼亚海岸自然保护区的长期生态研究项目。 。

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