计算机建模程序帮助珊瑚礁保护工作

不列颠哥伦比亚大学奥卡纳根分校的一组研究人员开发了一个计算机建模程序，帮助科学家预测气候损害和最终修复计划对世界各地珊瑚礁的影响。

根据布鲁诺·卡图兰博士的说法，这是对抗气候变化的关键一步，气候变化正在杀死许多珊瑚物种并导致整个珊瑚礁生态系统的崩溃。话虽如此，珊瑚礁极其复杂，使得研究它们的破坏和再生影响变得困难。

现实世界实验的问题

现实世界的实验是不切实际的，因为研究人员需要操纵和破坏大面积的礁石、珊瑚群落和食草动物种群。然后，他们需要监测结构变化和多样性，持续数年。

卡图兰博士最近完成了他在欧文·K·巴伯科学学院的博士研究。

“毋庸置疑，进行破坏自然珊瑚礁的实验是不道德的，应该避免，而使用大型水族箱则根本不可行，”卡图兰博士说。“因此，这样的实验从未被进行过，这阻碍了我们预测珊瑚多样性和相关礁石韧性的能力。”

卡图兰博士的最新研究发表在 Frontiers in Ecology and Evolution 上。

创建珊瑚社区

他使用模型创建了245个珊瑚社区，每个社区都有一个独特的九个物种集合，占据25平方米的表面。这些模型的设计目的是代表珊瑚群落和不同种类的藻类，它们一起生长、竞争和繁殖，同时受到气候的影响。

卡图兰博士说，模型中的所有关键组件，包括物种特征，都得到了来自800个不同物种的现有、真实世界数据的启发。

该团队模拟了强烈波浪或强烈热量等各种场景，然后测量每个模型礁石的韧性。他们记录了任何损害、恢复时间和干扰10年后的栖息地质量。

这些模拟和场景使团队发现，多样性更大的社区最具韧性，这意味着它们从损害中恢复得更好，干扰10年后栖息地质量更高。

“多样性更大的社区更有可能拥有某些物种，这些物种对于韧性至关重要，”卡图兰博士说。“这些物种具有特定的特征——形态复杂、竞争力强、恢复能力好。当这些物种存在于一个社区中时，它们保持或甚至提高了干扰后的栖息地质量。相反，没有这些物种的社区往往在最后被有害藻类占据。”

他还说，珊瑚多样性决定了珊瑚礁的力量和未来健康状况。

“我们研究的独特之处在于，我们的结果适用于世界上大多数珊瑚社区。通过测量245个不同珊瑚社区中多样性对韧性的影响，多样性的范围可能与大多数礁石中发现的实际珊瑚多样性重叠。”

这项新研究还提供了一个框架，用于成功管理这些生态系统并协助珊瑚礁修复，通过揭示珊瑚社区的韧性如何通过具有互补特征的物种群落来管理。

“这是一个非常真实、很悲惨的结论，我们可能有一天会失去这些重要的物种，”卡图兰博士总结说。“我们的模型可以用来进行实验，可能确定是否可以通过一些其他更具抵抗力的物种来弥补失去这些物种，这将防止礁石的最终崩溃。”