自然災害可以在一個地區造成破壞，導致構成生態系統的物種突然被摧毀。這種情況發生的方式會大大影響恢復過程。例如，火災將景觀化為灰燼，而熱浪則創造了大量的木質殘骸。同樣地，風暴潮和珊瑚白化在海底造成了嚴重的破壞。來自加州大學聖巴巴拉分校的研究人員深入研究了這兩種類型的干擾會如何影響珊瑚礁。

Deron Burkepile教授在摩爾亞周圍的珊瑚礁中觀察處於白化過程的珊瑚。

他們發現，珊瑚發現從白化中恢復比從風暴中恢復更具挑戰性，即使在這兩種情況下的死亡率是相當的。漂白造成的骨骼殘骸為藻類提供了一個保護罩，而藻類則超過了生長緩慢的珊瑚的競爭。這項研究由博士生Kai Kopecky領導，最近發表在《生態學》雜誌上。

大多數淺水珊瑚都有共生藻類，它們為動物提供食物，以換取一個安全的家和營養物質。但是極端的條件會使這種安排失調，導致珊瑚在一個被稱為漂白的過程中驅逐它們的伙伴，這往往是致命的。

海藻在受到干擾後可以迅速佔領珊瑚礁。

自20世紀80年代末以來，加州大學聖巴巴拉分校的研究人員一直在研究法屬波利尼西亞摩瑞島周圍的珊瑚及其珊瑚礁生態系統。Kopecky對該島的第二次訪問恰好是在一次重大白化事件中。他說：”看到許多明亮的白色珊瑚骨架是非常令人震驚的，但令人感到欣慰的是，該島的珊瑚礁在過去已被證明具有顯著的複原力。”

不幸的是，這次開始出現了一個不同的模式。海藻是珊瑚在珊瑚礁上的一個主要競爭者，它們開始在漂白的骨架上定居。Kopecky想知道，這些骨架的存在是否使珊瑚礁走上了一條以海藻為主要居民的道路。

以前在摩爾雅的工作表明，熱帶珊瑚礁可以承載以珊瑚或海藻為主的社區。這些不同的狀態對小的干擾有彈性，但一個大的衝擊可以使生態系統從一個轉向另一個，這個過程稱為滯後。一旦發生這種情況，即使條件再好，珊瑚礁也不會恢復到以前的狀態。該系統已經找到了一個新的平衡點。

Kopecky開發了一個數學模型來比較白化事件留下一些骨架或者風捲殘雲將珊瑚礁刮得一干二淨之後的珊瑚礁動態。他使用了一個由五個微分方程組成的系統來捕捉礁石上的空隙、活的和死的分支珊瑚以及海草覆蓋之間的過渡。

結果是有說服力的。Kopecky說：”僅僅是這些骨架留在珊瑚礁上的事實就導致了這些根本不同的恢復模式。”

珊瑚骨架似乎可以保護年輕的海藻不受食草動物的侵害，否則這些食草動物會將其控制住。動物們無法進入所有的縫隙，所以海藻獲得了一個可以傳播的立足點。

然而，這種保護似乎並沒有為年輕的珊瑚本身提供同樣的好處。作者懷疑珊瑚並不像海藻那樣面臨來自捕食者的壓力。更重要的是，如果有機會的話，藻類族群可以迅速超過珊瑚。高級作者、生態學、進化論和海洋生物學助理教授霍利-莫勒說：”珊瑚實際上是在鋪設岩石，而藻類大多只是快速生長的、柔軟的、多葉的材料。”

珊瑚礁的建立是一個緩慢的過程，新的生長過程將死亡的骨架納入更大的珊瑚礁結構中。但是白化現像一下子殺死了很多珊瑚–特別是最古老和最年輕的珊瑚–而且骨架最終會因為侵蝕而變得很脆。對於年輕的珊瑚來說，這不是一個強大的基礎，他們的生活將建立在這個基礎之上。

如果死亡的骨架阻礙了珊瑚的恢復，為什麼不簡單地清除它們？

這種方法在其他生態系統中正獲得支持。Kopecky說：”類似於火災或森林中的枯樹，以便系統對未來的干擾有更強的適應性。”

然而，珊瑚的骨架提供了許多好處。它們形成了各種動物的棲息地，一些證據表明，珊瑚礁的結構複雜性與珊瑚的快速恢復有關。

Kopecky說：”效果真的取決於該結構的性質是什麼。材料密度、強度和空間佈局都會影響珊瑚礁的動態，這些方面需要被考慮到。”

該團隊在摩爾雅有一套正在進行的實驗，包括一個探索當死珊瑚骨架被移除時，珊瑚礁如何恢復的實驗。其他幾個實驗正在測試Kopecky用於創建其模型的假設。例如，死珊瑚究竟能在多大程度上減少食草動物？骨架又是如何影響活珊瑚的生長的？

莫勒說：”凱的研究是生態學中數學模型價值的一個典型例子。珊瑚可以活上幾百年，而珊瑚礁的恢復可能需要幾十年。這不是一個你可以現實地做的實驗。”

“但如果你有一個模型，”她繼續說，”而且你相信你設置這個模型的方式，因為你已經做了其他的實驗，那麼你可以對未來幾十年進行這些預測。”