氮富集调控海洋热浪中珊瑚死亡率的关键作用：以Acropora和Pocillopora为例揭示营养胁迫与热应激的交互机制

本研究通过分析莫雷阿岛49个站点的4827株分枝珊瑚，揭示氮富集与热应激的交互作用对珊瑚死亡率的影响。结果表明，氮富集对Acropora死亡率发生率（Prevalence）和Pocillopora死亡率严重度（Severity）的调控呈现热应力依赖性逆转，为珊瑚礁保护提供了关键环境调控靶点。

　　

研究亮点

我们的研究表明氮富集对海洋热浪期间珊瑚死亡率的影响具有双重性：对于Acropora珊瑚，氮富集在低热应激时降低死亡率发生率（Prevalence），但在高热应激时反而增加；而对于Pocillopora珊瑚，氮富集在低热应激时加剧死亡率严重度（Severity），但随着热应激增强该效应逐渐减弱。

研究地点

法属波利尼西亚莫雷阿岛是一座周长约60公里的火山高岛，位于南太平洋中部塔希提岛以西约20公里处（17°30′S，149°50′W）。该岛被屏障礁环绕，形成宽度0.8-1.3公里的潟湖。礁脊向岸侧的潟湖栖息地（通常称为"后礁"）水深不足3米，由珊瑚斑礁、珊瑚碎屑和沙地组成的镶嵌体。岛屿边缘环绕着岸礁。我们的研究在潟湖栖息地进行。

热应激与氮富集模式

2019年期间，潟湖最高水温在4月中旬达到约30°C，并从2018年12月下旬至2019年4月下旬持续超过月最高均值（MMM）29°C——这是莫雷阿岛珊瑚的热应激阈值（图1）。因此，热应激（超过MMM的所有周平均温度的12周运行总和）从2018年12月下旬开始累积，2019年4月下旬达到峰值，直至2019年6月下旬逐渐下降。站点间最大热应激差异达8.4°C周，而溶解无机氮（DIN）浓度变化幅度为0.25-2.25μM，磷酸盐（PO₄^3-）浓度变化幅度为0.12-0.61μM。DIN与PO₄^3-呈强正相关（r=0.81），且DIN与δ¹⁵N存在显著关联（r=0.64），表明氮输入主要来自人类活动（如污水和农业径流）。

讨论

我们在莫雷阿潟湖的研究表明，氮富集可通过与热应激的交互作用显著改变海洋热浪导致的珊瑚死亡率模式，但这种联合影响取决于珊瑚分类单元、群体大小和热应激水平。对Acropora珊瑚而言，氮富集与热应激对死亡率发生率的交互作用从低热应激时的积极缓解作用（即降低局部死亡可能性）转变为高热应激时的加剧作用。相反，对Pocillopora珊瑚，氮富集主要影响死亡率严重度：在低热应激时增加死亡范围，但随着热应激增强该效应减弱。我们的工作证明，氮富集对海洋热浪所致珊瑚死亡的影响具有情境依赖性，既可能缓解也可能加剧死亡，具体取决于热应激强度和所涉珊瑚类群。