一項新的研究顯示，由於氣候變遷和其他人為壓力，大堡礁上的生物正在經歷重大變化。珊瑚礁魚類在海洋生態系統中發揮著至關重要的作用，它們為糧食安全、控制海藻生長甚至為海灘生產沙子做出了貢獻。 這些功能為人類社區和珊瑚礁生態系統提供了重要的益處。

一群鸚嘴魚在大堡礁由枝狀、台狀和塊狀珊瑚組成的珊瑚礁中游動。 圖片來源：澳洲海洋科學研究所（AIMS）長期監測計畫（LTMP）

這項由英國和澳洲海洋科學家組成的國際研究小組在蘭卡斯特大學的領導下進行的研究發表在Nature Communications。 該研究強調了世界上最大的珊瑚礁系統–大堡礁內魚類群落的重大變化。

他們的研究結果表明，大堡礁魚類群落與20 世紀90 年代的魚類群落有很大不同，而且變化的速度加快了。 這些發現提出了一些問題，即長期以來眾所周知的生命在地球上的分佈模式似乎正在改變。

重要的是，研究人員發現，珊瑚礁上珊瑚的多樣性而不是珊瑚的數量，在推動依賴珊瑚礁的魚類的多樣性方面發揮著最關鍵的作用。

一小群小魚在大堡礁漂白和死亡的珊瑚中游動。 圖片來源：澳洲海洋科學研究所（AIMS）長期監測計畫（LTMP）

大堡礁生態系統面臨許多壓力，其中一些壓力，如珊瑚白化和氣旋在近幾十年來變得更加強烈和頻繁。 從1998 年到2022 年，極端高溫導致大堡礁發生了六次大規模珊瑚白化事件，最近在本研究完成後的2024 年又發生了一次。 此外，熱帶風暴、水污染和棘冠海星爆發等其他壓力也加劇了珊瑚礁的白化現象。 這些壓力對珊瑚礁產生了巨大的影響–影響了珊瑚的數量、珊瑚群的組成以及生活在珊瑚礁上的魚類的多樣性。

研究小組分析了澳洲海洋科學研究所（AIMS）長期監測計畫的數據，該計畫對魚類和珊瑚的調查時間可追溯到1995 年至2022 年的三十年間。 AIMS 的調查範圍沿著大堡礁橫跨1,200 多公里（從南緯14 度到南緯24 度）。

地球上最有文獻記載的生命模式之一是，物種的數量（也稱為物種豐富度）是如何隨著靠近赤道而增加的。 這種模式被稱為”緯度多樣性梯度”。 這項研究的一個重要成果是顯示了這種模式是如何經歷了重大的波動。

在漫長的地質年代中，多樣性的緯度模式被認為是相對穩定的，這些模式在化石記錄中也有發現。 研究結果表明，雖然這種模式與我們對大堡礁的預期基本一致，但有跡象表明，由於壓力不斷增加，這種梯度可能正在改變。

在最靠近赤道的大堡礁最北端，不同魚類物種的數量減少，尤其是雜食性魚類、浮游生物攝食者和草食性魚類。 與此相反，大堡礁最南端的這些營養群卻增加，引發了對此生態系功能的其他潛在影響的疑問。

在大堡礁南部，珊瑚礁魚類物種豐富度經歷了很大的波動–從不同物種數量較多的時期到物種豐富度非常低的時期。

生活在大堡礁珊瑚覆蓋率高、棲息地複雜的珊瑚礁中的多樣化魚類群落。 資料來源：澳洲海洋科學研究所（AIMS）長期監測計畫（LTMP）

不過，研究人員不僅展示了魚類物種數量的變化，也研究了魚類群落組成的變化。 他們發現，魚類群落不斷變化，特別是在受到干擾的情況下，魚類物種會取代其他物種。 隨著幹擾越來越常見，魚類群落的變化也越來越大。

該研究的第一作者、蘭卡斯特大學博士研究員哈維爾-岡薩雷斯-巴里奧斯說：”我們的研究結果表明，隨著氣候變遷等因素造成的干擾不斷增加，大堡礁的生物多樣性正在發生長期而持續的變化。所受壓力的增加，這種變化還在持續。

「我們看到，近年來，整個珊瑚礁系統中魚類物種的數量和組成以及物種更替（一種物種取代另一種物種）都在加速變化，沒有任何穩定的跡象。這些變化為經典的地理模式（如緯度多樣性梯度）提供了寶貴的見解，並提出了這些模式是否正在與其最初的基本驅動因素脫鉤的問題。

這項研究的另一個重要發現是，珊瑚物種組成的變化比簡單的硬珊瑚覆蓋率（一種廣泛用於評估珊瑚礁狀況的指標）更能預測魚類模式的改變。

AIMS 的Mike Emslie 博士說：”大堡礁經歷了很大的波動，許多珊瑚礁上的硬珊瑚覆蓋率都在下降，然後又在大干擾下恢復。然而，只看珊瑚覆蓋率可能會掩蓋珊瑚物種組成的潛在變化。一些珊瑚的恢復可能無法提供相同程度的棲息地複雜性，從而導致依賴這種複雜性的魚類群落發生變化。

「我們的研究表明，大堡礁上魚類多樣性的變化與珊瑚組成的變化密切相關，而與珊瑚覆蓋率的波動關係不大，這突出表明了多樣化的珊瑚組合對珊瑚礁魚類群落的至關重要性。

蘭卡斯特大學的尼克-格雷厄姆教授說：「珊瑚礁魚類對一系列生態系統過程非常重要，例如控制海藻，使其不會過度生長並佔據海床區域，以及在熱帶地區生產我們享受日光浴的沙子。魚類為生態系和人類提供的益處。我們必須進一步了解珊瑚礁的生物多樣性模式是如何變化的，以及這種變化對生態和社會的影響。

編譯自/ ScitechDaily