健康河口提升南非海岸景观中鱼类对气候变化的韧性：温度与酸化双重庇护功能

《Landscape Ecology》：Healthy estuaries enhance climate change resilience for fish within South African coastal seascapes

本研究针对气候变化下海岸生态系统脆弱性问题，以南非暖温带河口为研究对象，通过长期监测揭示了健康河口作为温度和海洋酸化避难所的关键功能。研究发现河口中层/上层水域在海洋热浪(MHW)期间维持热稳定性，而海草床(Zostera capensis)通过光合作用提升局部pH值，为沿岸鱼类提供双重气候庇护。该成果为海岸带适应性管理提供了科学依据，发表于《Landscape Ecology》。

　　

随着全球气候变化加剧，海岸带生态系统正面临前所未有的压力。南非长达2850公里的高能海岸线上分布着289个河口，这些河口作为海岸景观中相对庇护的栖息地，对维持海洋生物多样性具有关键意义。然而，海洋热浪频率增加、温度剧烈波动、海洋酸化等气候 stressors 正严重威胁着沿岸鱼类生存。特别值得关注的是，暖温带海域因受厄加勒斯海流强化和上升流强度增加的双重影响，已成为南非气候变化响应最敏感的区域。

为探究河口在缓解气候变化影响中的潜在功能，Nicola James领衔的研究团队在南暖温带河口开展了系统性研究。通过分析长期温度监测数据、pH值变化规律以及鱼类群落响应特征，科学家们首次系统评估了河口作为气候避难所的双重功能机制。这项创新性研究发表于景观生态学权威期刊《Landscape Ecology》，为海岸带适应性管理提供了重要科学依据。

研究团队采用多技术融合的方法开展观测：利用HOBO Pro V2温度记录仪和Star-Oddi DST CT记录仪构建河口-海岸温度监测网络，通过HOBO MX2501 pH记录仪监测海草床酸化缓冲效应，结合历史鱼类调查数据（涵盖124个河口系统）进行空间分析，并采用实验室控制实验验证鱼类对极端温度的生理耐受性。

气候变化对鱼类群落的影响

研究表明，温带河口升温速率（0.06°C/年）显著高于热带河口，而南非南海岸海域温度波动尤为剧烈。2021年与2025年记录的海洋热浪事件中，近岸水温在数小时内骤降10°C以上，导致大量海洋鱼类死亡。然而，河口内鱼类展现出惊人的温度适应性：常见河口鱼类（如Chelon richardsonii、Rhabdosargus holubi等）实验室耐受温度达38°C，远高于实际记录最高温度。这种生理适应性为鱼类利用河口避难所提供了基础。

气候变化避难所与河口鱼类种群韧性

研究发现永久开放性河口的中上层水域具有显著的热稳定性。如图3所示，2021年海洋热浪期间，Kariega河口中层水温保持在25°C左右，而近岸水温骤降至14°C。类似地，2025年Kromme河口中层水温在20-30°C间稳定波动，未受上升流事件影响。这种热稳定性为躲避温度胁迫的鱼类提供了理想避难所，观测到包括Carcharhinus spp.、Mustelus mustelus等多种鲨鱼和鳐鱼向河口聚集的行为。

海草床的酸化缓冲功能

研究首次证实南非特有海草Zostera capensis具有显著的pH提升效应。监测显示，海草床平均pH值显著高于非植被区（图2b）。在Knysna、Keurbooms等10个河口发现大面积海草床（总计607公顷），这些区域可能为沿岸生物提供海洋酸化避难所。然而，富营养化导致的大型藻类（如Ulva intestinalis）暴发会显著增加pH值昼夜波动，极端低pH值（<7.5）可能超过某些沿岸物种的耐受阈值。

人为胁迫的叠加效应

富营养化、淡水截流和过度捕捞等人为压力与气候变化产生协同负面影响。例如，Sundays河口因农业营养盐输入导致永久性富营养化，夏季有害藻华（Heterocapsa rotundata等）引发缺氧事件，使底层鱼类丰度显著降低。实验室研究进一步揭示，pH值低于7.6会引起Diplodus capensis幼鱼行为异常，而Argyrosomus japonicus在pH 7.8环境下出现骨骼发育障碍。

研究结论强调，健康的河口系统（栖息地改变最小化、生态完整性保持）能显著提升鱼类群落的气候变化韧性。在暖温带海岸景观中，13个海洋主导型河口具备提供温度避难所的潜力，其中10个河口的海草床可能提供海洋酸化缓冲功能。然而，这种避难功能易受富营养化、栖息地破碎化等人为干扰的削弱。

该研究创新性地提出了"河口双重避难所"理论框架，为海岸带综合管理提供了新视角。通过将河口保护区（EPA）设立、环境流量保障、污染控制等管理措施与气候变化适应目标相结合，可有效维护海岸生态系统的服务功能。这一研究成果对全球暖温带海岸带的可持续发展具有重要指导意义，特别是在当前气候变化加剧的背景下，为生物多样性保护提供了基于自然解决方案的实践路径。