擾乱の激化によりカリブ海のサンゴ礁の形質構成が変化し、サンゴ礁が低機能状態に閉じ込められている
Scientific Reports volume 13、記事番号: 14022 (2023) この記事を引用
メトリクスの詳細
人為的気候変動は自然撹乱体制を強化しており、一部の種には悪影響を及ぼしますが、他の種には利益をもたらします。 これは生態学的群集の形質構成を変え、撹乱に対する回復力に影響を与える可能性がある。 私たちは、地域的な暴風雨の頻度と激化(およびおそらく他の撹乱)がサンゴの種の組成をどのように変化させ、ひいては抵抗力と回復をどのように変化させているかを調査しました。 私たちは、サンゴの被覆と構成(1970 年から 2017 年までの 3,144 のサンゴ礁の位置)、およびその地域における低気圧の経路と強さ(10,058 の固有の暴風礁交差点を含む)に関する地域データベースを開発しました。 私たちは、生きているサンゴの総被覆量が 2017 年まで着実に減少していることを発見しました (年間減少率の中央値は年間約 0.25% でした)。 私たちの結果はまた、大西洋低気圧嵐の強度の増加が観察されたにもかかわらず、サンゴの覆いに対するそれらの影響が著しく減少していることを示しています。 これは部分的には、激化する擾乱体制に応じた擾乱耐性分類群の選択によるものである可能性がある。 私たちは、嵐が絶滅の危機に瀕しているミドリイシサンゴの喪失を加速させたが、より回復力のある「雑草の多い」サンゴの被覆には測定可能な影響を及ぼさず、それによって相対的な被覆を増加させたことを発見した。 撹乱に対する抵抗力は高まっていますが、小型で成長の遅い種が優勢であるため、回復速度は遅くなりました。 このフィードバック ループにより、サンゴ群集は、生態学的または社会的価値が限られた雑草種が優勢な低機能状態に閉じ込められています。
米国の第 4 回国家気候評価は、海洋温暖化、酸性化、脱酸素化、その他の気候変動の側面が増大するにつれて、海洋生態系の継続的な破壊が激化すると結論付けています1。 これらの環境パラメータの多くは短期的な変動性があるため、急性で致死的な撹乱や強力な選択因子として機能します2、3、4。 自然システムに対する気候変動の影響は、部分的には、急性擾乱の頻度と激しさの増大、すなわち自然擾乱体制の人為的加速によるものである5。 たとえば、1980 年代半ば以降、カリブ海のサンゴ礁での異常に高い海水温 (別名「海洋熱波」) の頻度は 5 倍に増加し、回復時間は半分に短縮されました 6,7,8。 この激化する撹乱体制により、サンゴの大規模な白化現象がますます頻繁に発生しており、世界中のサンゴ礁が継続的な回復状態に追い込まれており、撹乱前の状態に戻る可能性はほとんどありません。
熱帯低気圧 (TC) の強度 (頻度ではない) は、海洋表層水の熱含有量の増加により増加すると予測されています9、10、11、12。 世界中で TC の強さ (最大風速や暴風雨カテゴリーなど) が増加していることは数多くの研究で報告されており、IPCC は次のように結論付けています。自然変動」9,13。 TC はサンゴ礁への撹乱の重要な原因です 14、15、16、17。 強風と強い波は、サンゴ礁の生物を断片化したり根こそぎにしたり、サンゴの骨格から組織を「砂で吹き飛ばす」可能性があります18。 嵐の生態学的影響には、嵐に敏感な種が雑草の競争相手に取って代わられること、種の組成と生態系機能の変化、サンゴ礁の生息地の表面の複雑さの全体的な減少などが含まれます14、17、18。
TC と過去(過去 40 年間)の歴史的重要性、および近い将来の TC 強度の増加予測にもかかわらず、最近の研究では、サンゴ礁に対する TC の影響は無視できるほどになったと報告されています。 たとえば、Edmunds19 は、2017 年にセントジョン米領ヴァージン諸島周辺のサンゴ礁を襲った 2 つのカテゴリー 5 のハリケーンが、生きているサンゴの覆いに重大な影響を及ぼさなかったことを発見しました。 一方、以前のカテゴリー 5 のハリケーンであるベリーズのハッティ (1961 年)15、ジャマイカのアレン (1980 年)17、および米領ヴァージン諸島のヒューゴ (1989)18 の影響に関する研究では、サンゴ群集への壊滅的な被害が報告されています。 これらの発見は、サンゴ群集が嵐やおそらく他の妨害に対してより耐性ができていることを示唆しています。 しかし、特に現代の劣化したカリブ海のサンゴ礁における、サンゴ群落に対するハリケーンの影響の軽減の一般性とその根底にあるメカニズムは不明です。