海洋物种应对气候变暖的双重策略:持久耐受与空间迁移的证据

《Marine Ecology》:Persisting Versus Relocating: Evidence That Marine Species Deploy Both Strategies in Compensation to Warming

【字体: 时间:2026年01月01日 来源:Marine Ecology 1.8

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  本文综述了东北大陆架(NES)海洋物种对气候变暖的响应模式,揭示了物种通过改变分布(位置/深度)或耐受温度变化两种主要策略进行补偿。研究发现多数物种呈现单一策略主导(温度耐受或迁移),仅少数(15%-21%)同时改变温度与位置。研究强调了温度作为关键驱动因子,并指出管理需考虑物种特异性响应以应对未来渔业与生态系统动态变化。

  
1 引言
海洋物种分布变化直接影响生物多样性与生态系统功能,进而改变生态系统服务。东北大陆架(NES)作为暖水(卡罗来尼亚)与冷水(斯科舍陆架)温带生态区的过渡带,其升温速率超过全球平均水平。物种通过分布迁移(如向极地/深海移动)或耐受温度变化来应对变暖,但两者间的协同关系研究尚不充分。本文通过分析1968-2022年NES底拖网调查数据,探讨物种在温度与空间位置(深度、沿陆架距离)变化中的策略选择。
2 方法
2.1 研究系统与数据来源
基于NES春季(1968年起)和秋季(1963年起)底拖网调查数据,覆盖核心 strata 的300个站点。排除2017年(技术问题)和2020年(COVID-19)非常规数据,对渔船与网具变更进行校准,确保时间序列一致性。
2.2 出现温度、深度与位置指标
物种的“出现温度”定义为底拖网站点的底层温度。空间位置通过水深与地理坐标(沿陆架距离+离岸距离之和)表征,计算每年温度、深度与位置的加权中位数(以渔获量加权)作为中心重力。
2.3 趋势分析
采用曼-肯德尔趋势检验(Yue-Pilon校正自相关)与泰尔-森斜率估计,分析温度、深度与位置的时间序列趋势。通过逐步缩短时间窗口(起始年1968-1998,步长5年)进行敏感性分析,仅保留缺失数据≤40%的物种趋势结果。
2.4 温度变异性
基于ERSST月数据(1968-2022年),分析NES8个网格点的海表温度(SST)趋势。SST与底层温度(BT)显著相关,可作为水温变化的代理指标。
3 结果
3.1 出现温度、深度与位置趋势概览
75%的物种至少在一个参数呈上升趋势(无论显著性),其中29%趋势显著(90%为上升)。春季与秋季分别有84%与80%的物种出现温度显著上升,深度与位置参数显著上升比例分别为68%-76%。约30%物种在温度与位置参数同时呈现显著趋势。
3.2 出现温度与深度/位置趋势的对比
21%的物种在春季同时呈现温度与深度显著变化(温度上升94%,深度上升88%),仅温度或仅深度变化的物种分别占48%与32%。温度与地理位置的趋势对比结果类似。秋季趋势结构一致,但同时变化比例略低(17%)。
3.3 温度变异性
NES年均SST升温率为0.26°C/十年,1993年后加速至0.64°C/十年。暖季(6-11月)升温率(近1°C/十年)显著高于冷季,且空间一致性高。
4 讨论
物种响应策略分异:大西洋鳕(Gadus morhua)等耐受温度变化,而蓝背鲱(Alosa aestivalis)等通过迁移维持温度。美国龙虾(Homarus americanus)向东北迁移,体现空间策略。耐受型物种可能因栖息地依赖性(如底栖结构限制)或生态需求(如饵料分布)选择滞留。升温导致的代谢成本增加与生长效率下降可能加剧耐受策略物种的局域灭绝风险。渔业活动与物种生活史(如洄游性、耐受广度)进一步调节策略选择。
5 结论
NES物种主要通过迁移或耐受单一策略应对变暖,仅少数同时采用双重策略。管理需结合物种功能群与热生态特征,预测分布变化对渔业与生态系统的影响。
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