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变化对珊瑚礁的影响以及最终的恢复计划对珊瑚礁的影响。

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。然而，珊瑚礁极其复杂，使得研究它们的破坏和再生变得困难。

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、珊瑚群和草食动物种群。然后，他们需要监测结构变化和多样性变化数年。

卡图兰博士最近完成了他的博士学位，毕业于欧文·K·巴伯科学学院。

“不需要说，进行会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《生态与进化前沿》期刊上。

创建珊瑚社区

他使用模型创建了245个珊瑚社区，每个社区都有九个独特的物种，占据25平方米的表面。这些模型旨在代表珊瑚群和不同种类的藻类，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成部分，包括物种的特征，都受到来自800个不同物种的现有、真实数据的启发。

该团队模拟了各种情景，例如强烈的波浪或强烈的热量，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10年后干扰后的栖息地质量。

这些模拟和情景使团队发现，更加多样化的社区最具韧性，这意味着它们从损害中恢复得更好，10年后干扰后的栖息地质量更高。

“更加多样化的社区更有可能拥有某些对韧性非常重要的物种，”卡图兰博士说。“这些物种具有特殊的特征——它们形态复杂、竞争力强、恢复能力好。当它们存在于一个社区中时，这些物种维持或甚至提高了栖息地的质量，尽管受到干扰。相反，缺乏这些物种的社区往往在最后被有害藻类占领。”

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个以上不同珊瑚社区中多样性对韧性的影响，我们覆盖的多样性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恢复，通过揭示珊瑚社区的韧性如何通过具有互补特征的物种的建立殖民地来管理。

“这是一个非常真实、令人悲伤的结论，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，可能会确定是否可以通过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。”