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海洋熱浪下硨磲物種的適應與挑戰

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海洋熱浪(Marine Heatwaves,MHWs)是指一種持續且極端的海洋暖水事件。隨著全球變暖的加劇,MHWs的發生頻率、持續時間和強度顯著增加,給珊瑚礁生態系統帶來了嚴重威脅。硨磲是珊瑚礁生態系統中的重要組成部分,但關于其如何應對和適應極端MHWs的研究仍然非常有限。

硨磲適宜生活的水溫范圍大致為26℃-30℃。在熱脅迫下,硨磲遭遇氧化應激,向體外排出共生蟲黃藻,影響硨磲生長所需的能量供給,導致殼體出現異常生長。為此,中國科學院地球環境研究所氣候變化集成-模擬-同化-預測團隊(CLIMAP)利用1994-2003年間南海南部永暑礁庫氏硨磲殼體的標準化生長指數,建立了硨磲異常生長指數序列,結合同期MHWs器測資料,從生態學角度分析了硨磲生長對極端MHWs事件的響應和恢復機制。研究發現,硨磲殼體中異常生長帶的形成時間與MHWs引起的累積熱應力事件發生時間基本一致(圖1a,b),硨磲殼體中異常生長帶占比與累積熱應力強度之間存在顯著的相關性(圖1f,g)。當累積熱應力處于輕度至中度時,硨磲殼體會存在一定比例的異常生長帶,在溫度恢復正常后,其生長能迅速恢復。然而,在1998年遭受了嚴重累積熱應力事件后,異常生長帶的比例顯著增加,其生長在約2.5年后才逐漸恢復到熱應力前的水平(圖1c)。此外,該研究還發現,硨磲在經歷多次MHWs后其耐熱能力也有所增強,但其耐熱能力呈現非線性增長趨勢(圖2)。該研究為全球變暖背景下,如何制定硨磲種群保護機制提供了重要科學支撐。

該成果近期在國際學術期刊

Global and Planetary Change
上發表。中國科學院地球環境研究所博士研究生耿鋆為第一作者,晏宏研究員為通訊作者。該研究 得到了嶗山實驗室科技創新項目( LSKJ202203300 )和中國科學院戰略性先導科技專項( B 類) (XDB40000000) 的共同資助。

Geng, J., Yan, H., Liu, C., Zhao, N., Liu, S., Han, T., Dodson, J., Wen, H., 2025. Adaptation and challenges for giant clam species under marine heatwaves. Global and Planetary Change 248, 104746.

https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2025.104746


圖1 硨磲殼體生長對熱應力的響應。(a)永暑礁的累積熱應力(CHS)事件。(b)在硨磲殼體中觀察到的異常生長(ASGI)(紫色陰影區域)。(c)硨磲殼體生長恢復(GR)過程。(d)極端有效太陽輻射(OLR)分布。(e)極端降雨分布。(f)和(g)硨磲殼體中ASGI占比與累積熱應力強度(CHSI)之間的關系。


圖2?在CHS事件發生年份,極端海表溫度(SST)和硨磲殼體異常生長值(NSGI)的變化。

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