综述:海洋热浪作为气候变化的热点及其对生物多样性和生态系统服务的影响

【字体: 时间:2025年07月08日 来源:Nature Reviews Biodiversity

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  (编辑推荐)本综述系统阐释了全球海洋热浪(MHWs)的加剧趋势及其对物种迁移、生态系统功能和社会经济的多维冲击,重点剖析了珊瑚、海藻等关键物种的阈值响应机制,提出减排与适应性管理并重的解决方案,为构建海洋生态韧性提供科学框架。

  

Abstract
愈演愈烈的海洋热浪(Marine Heatwaves, MHWs)已成为人为气候变化的典型表征。过去二十年间,MHWs引发的生物迁移、生态重构和社会经济连锁反应几乎席卷全球海域。温度急性超标导致的物种死亡或迁移事件频发,其中造礁珊瑚、巨藻和海草等关键基础物种的衰退,正通过级联效应深刻改变着海洋生态系统的功能格局。

变化趋势与驱动机制
卫星观测数据显示,MHWs的强度、持续时间和空间范围呈显著上升趋势,这与海洋表层热量累积(90%以上人为变暖热量被海洋吸收)直接相关。北大西洋和热带印度洋等区域尤为突出,部分海域年均MHW天数增幅达50%以上。厄尔尼诺-南方振荡(ENSO)等气候模态的异常波动,进一步放大了MHWs的时空异质性。

生物阈值与生态级联
不同物种对温度胁迫的响应存在显著差异:

  • 造礁珊瑚在DHW(Degree Heating Weeks)>4°C-week时出现大规模白化
  • 巨藻(Laminariales)在持续28天>2°C异常增温后发生组织坏死
  • 鱼类表现出更复杂的逃避行为,但产卵场温度升高导致仔鱼存活率下降40-60%

这些变化通过营养级联(trophic cascade)重塑生态系统,如加州海獭种群因巨藻林衰退减少80%,继而引发海胆暴发式增殖的"贫瘠化"现象。

社会经济维度
MHWs已造成全球渔业年损失约30亿美元,其中热带地区小型渔业社区受损最严重。值得注意的是,物种向极地迁移(平均速率19 km/decade)带来新的管理挑战——北大西洋鳕鱼与新兴物种的竞争使传统渔场捕获量下降25%。

缓解策略与展望
短期适应性管理包括:

  1. 建立基于物种热阈值的早期预警系统
  2. 规划海洋保护区网络时纳入温度避难所
  3. 开发耐高温藻类养殖品种

但根本解决仍需全球碳排放的快速削减,模型预测即使实现RCP2.6情景,2100年前全球MHWs强度仍将增加4-8倍。这突显了跨学科研究(如分子热适应机制解析)和区域协作治理的紧迫性。

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