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亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

«——【·前言·】——»

關于對亞喀巴灣北部不同深度(1-42米)、亞喀巴灣北部珊瑚進行的研究,所有珊瑚都有清晰而有規律的骨骼帶。

結果表明:冬季形成高密度年生長帶,低密度年生長形成高密度年生長帶。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

通過研究可以得知,珊瑚的年平均出露率具有較大的群體間變異,變異範圍為236~200mm/年。

随着深度的增加,珊瑚伸展率呈下降趨勢,且以簡單指數模型解釋效果最好,但在小于10m的水深範圍内,珊瑚伸展速率可分為1086254mm/年和低于12m的523199mm/年兩類。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

光強似乎是導緻珊瑚伸展速率随深度增加而降低的主要環境因素,可是因為亞喀巴灣其它環境參數的影響可以忽略這點,時間序列記錄的珊瑚年平均擴張率顯示出輕微增加的線性趨勢,這可能與在所代表的時間段内海水溫度升高有關。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

«——【·阿嘉巴海灣的珊瑚研究·】——»

來自熱帶和亞熱帶海洋現代化石礁的大量石珊瑚,提供了過去氣候和海洋變化的重要檔案。

這些珊瑚形成文石(CaCo)骨架,每年以毫米到厘米的速度生長,由于大量的環境資訊可以在珊瑚骨骼材料中識别出來在過去幾十年中,珊瑚生長記錄的地位有所提高。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

生長期間在骨骼中産生的年密度帶被廣泛用于實作這一目的,因為它提供了長期的珊瑚生長和鈣化曆史(ChroNology)。

珊瑚生長是評估自然和環境變化影響的一個重要參數,它可以反映幾個參數,如溫度、營養、食物的有效性、水的透明度和沉積物輸入。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

影響珊瑚生長的環境和生态因素幾乎是無限的,其中一些因素可能會降低增長率,如緯度的增加、水運動的增加、營養減少、光的可用性、水深增加、濁度增加和水溫降低。

在亞喀巴灣,珊瑚礁群落代表了印度-太平洋西部地區礁珊湖的北部界限(2932N),由于紅海和亞喀巴灣沒有真正的大陸架。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

而且近海剖面非常陡峭,是以珊瑚礁非常狹窄,而且緊貼海岸線。

在本研究中調查了來自亞喀巴礁不同深度的珊瑚,以及181個年生長帶的年骨骼延伸率。

由于廣泛的分布,它們代表了亞加巴灣和紅海所有深度珊瑚礁的一種主要的礁體建造,也顯示出清晰的年生長帶,并以較高的速率持續生長。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

研究區位于阿嘉巴灣的北端,這是沙漠封閉的紅海向北延伸的方向,海灣是一個半孤立的盆地。

由蒂朗海峽将其與紅海分開,蒂朗海峽深約240米,海灣最大水深1830米,長180公裡,有26公裡寬。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

海灣位于撒哈拉生物氣候帶非常溫暖的部分,氣候幹燥,蒸發量高,降水量微不足道(降雨400厘米/年),徑流量(-2.2厘米/年),年平均海面溫度為23.5℃,平均上層水的鹽度值為40.4%-40.6%。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

由于氣候幹旱,而且由于通過蒂朗海峽從營養物枯竭的紅海表層取水.

海灣普遍存在營養極為貧乏的情況,這裡再生材料用量少,淡水通量大,透光率高,導緻塊狀植食性珊瑚如多孔珊瑚的深度極限擴充到40-50米。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

«——【·珊瑚樣品的采集與研究·】——»

本研究中所有調查的珊瑚都是從亞喀巴海洋科學站前面的珊瑚礁群的深度斷面(2927”N,34‘’58“E)得到的。

珊瑚存在AQB-G、AQB-18H等類型,堿性磷酸酶樣帶布置在礁坪和深礁前礁之間的礁上,深至42米,而珊瑚分布沿該斷面在所有深度。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

在不同的時間段(1999年4月,2000年6月,2005年5月和2010年6月),從1到42米的不同深度,沿着這個樣帶共收集了32個多孔菌群,菌落通過水肺潛水收獲,去除半球形菌落(直徑5-10厘米)。

在水下使用錘子和鑿子采樣,采樣後珊瑚在高壓自來水下清洗,以去除殘留的有機物,然後在陽光下曬幹。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

珊瑚縱向切片成4毫米厚的平行軸闆,以達到最大生長,用工業X射線機對闆坯進行清潔和X射線檢查,獲得X射線照片的黑白正片,用于測量延伸率。

所有珊瑚的年骨骼伸展率都是從X光片的正片上直接測量出的主要(垂直)生長軸,即低密度帶頂部邊緣之間的距離。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

每對高/低密度帶的對象都呈現出年增長趨勢,作為該方法的雙重檢驗,以So(或Sr/Ca)為季節周期,計算出珊瑚的年伸展速率。

即從給定年份的最大0(Sr/Ca)值(對應于季節溫度最小值)到給定年份的最大值距離。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

對采集于亞喀巴礁的孔石瑚的年平均延伸率(mm/year)、标準差(SD)最小值(Min)、最大值(Max)和生長帶數(N)進行了彙總統計。

X光片顯示淺(AQB-T-10-D2左)和深(AQB-T-30-AL)的正印瑚蟲從亞巴略礁中噴出,可清楚地看到高密度和低密度交替條帶的骨架密度條帶模式,主要的增長軸由黑色箭頭表示,其黑條是1厘米長。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

«——【·珊瑚年增長帶的讨論·】——»

在本研究中調查的珊瑚揭示了高密度和低密度交替帶的清晰和規則的骨骼密度帶型,所有的珊瑚樣本都是在四月到六月之間被發現的。

它們顯示出的高密度年生長帶在最外層部分,這表明它們是在冬季形成的。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

本研究獲得的年密度帶形成時間與羅森菲爾德等人的結果相似。

羅森菲爾德等人發現,低密度骨骼是在夏季産生的,而高密度骨架則是生長在淺層和深層生長階段(珊瑚移植期為6至40m)的同一珊瑚中在冬季産生的。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

然而克萊因等人記錄了冬季僅在淺水(3米)菌落和對岸的深海(51米)珊瑚中沉積高密度帶的情況。

其研究表明,海水溫度和光照強度是影響紅海珊瑚密度分布的主要因素,研究區海水溫度記錄具有較強的季節特征,最高溫度出現在8月(26.32°C),3月最低(21.18C)。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

使用X射線照相法和SO(或Sr/Ca)曲線測量的年擴充率,顯示了相同的結果。

從181個年度生長帶中獲得的32個斑珊瑚的平均年度擴充率,顯示了很大的群體間差異,其值在2.36至20.0毫米/vear之間(平均9.48498毫米/vear)。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

生長在19米深度的珊瑚的最大延伸率值為200mm/年,而生長在27米和42米深度的珊瑚的最小延伸率值分别為236和240mm/年。

這些數值落在正常條件下大塊珊瑚12毫米/年的全球平均值範圍内,也落在亞喀巴灣其他作者提出的數值範圍内。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

海斯等人發現阿嘉巴(1-3米)淺水中的珊瑚生長率在864-1226毫米/年之間變化,這對于這個緯度的珊瑚礁來說是很高的。

最令人感興趣的是生長在約20米深的珊湖(Aq19-A、Aq19aAql9b、AQB-T20-Bl和AQB-T-20-C1)中測量到的最高延伸速率(15.2至20毫米/年)。

這可歸因于這些地區的位置,因為它們位于前礁的上部,而這些殖民地的頂部大約在海底以上1.5米處,這将提高殖民地的位置,珊瑚會更少的磨損。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

波利特珊瑚年平均伸展率(mm/年)與亞喀巴礁深度(M)之間的散點圖和回歸關系(均值标準差)。

排除了20m深度珊瑚生長得到的高值,高延伸率值(16.3mm/年)的珊瑚AQB-H,這是一個巨大的群體,隻有11米以下的海水才會存在。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

在加勒比海和印度-太平洋區域,珊瑚在淺水區域的年增長率約為10毫米/年,在更深的水域則下降到4毫米/年。

然而值得注意的是,即使在較深的水環境(例如10-25米),年增長率仍然高達7毫米/年。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

正如查克爾等人早些時候提出的那樣,珊瑚在較深水域擴充速度的下降,可能反映了一個光照值的位置,隻要低于該聞值,鈣化就會減少。

對于加勒比海珊瑚礁引用15米作為全新世海平面上升減緩後珊瑚礁形成的控制深度,這也是許多加勒比海珊瑚礁淺礁和深礁物種之間的分界線。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

總的來說,這項研究得出的珊瑚擴充速率随水深增加而減少(不包括19-20米深的高值),濱珊瑚散斑珊瑚的年平均延伸率,與深度之間的反比關系是非線性的,可以用一個簡單的指數模型來解釋。

珊瑚延伸率=13.06xexp(-0.039xd),F=0.82,珊瑚延伸率以毫米/年為機關,d是水深以米為機關。

值往往集中在兩組,一組在10.86毫米/年,水深小于10米(範圍在7.8-163毫米/年之間),其他約5.23毫米/年,深度12米以下毫米/年(範圍在236-9.63毫米/年之間)。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

單因素方差分析顯示,兩組珊瑚平均延伸率差異有統計學意義(p<0.0001),環境因素可控制擴充率在大規模的珊瑚群衆,包括水深、沉積、濁度、營養物濃度、海水溫度和鹽度。

在亞喀巴灣,由于該地區是一個沙漠包圍的海域,年降水量小于2.2cm/年。

是以可以消除降水、雲量和淡水流量(陸源沉積物輸入)等環境因素及其對鹽度、沉積物和濁度的影響,是以亞喀巴灣的特點是海水清澈度高,光線穿透能力強。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

深度被認為是一個混合的環境變量,包括光的影響、水的運動、沉積物和有機物的殘留,以及某些地方的溫度和鹽度。

由于亞喀巴灣在研究的深度範圍内是等溫的,海水溫度效應很可能不是珊瑚延伸率随深度下降的原因。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

在研究區域和同一珊瑚礁樣帶,年水溫在7米至42米深度之間随深度下降不到0.25℃,鹽度變化小于0.3%,光強度(uE-m2s)是由坎普曼在研究區一個陡峭的礁坡(3-40米深度)每月測量的。

有記錄顯示,光照水準随深度呈指數下降,這項研究得出的珊瑚擴充率也遵循同樣的趨勢。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

在40米的深度,光的強度下降到大約50ms,其中瑞瑚的延伸最小(2.40毫米/年)。

是以光似乎是主要的環境因素,負責減少珊瑚延伸率與深度和其他參數是相當恒定的數值,光增強鈣化是造礁珊瑚骨骼生長和碳酸鹽生産的主要原因。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

在年際時間尺度上,同一群體内的珊瑚擴充速率在所研究的時間跨度上存在差異,時間序列記錄顯示,淺珊瑚和深珊瑚的延伸率呈波動模式,略有上升趨勢,盡管它們之間的延伸率有顯著差異,但仍表示存在。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

«——【·結論·】——»

研究地點的當地海面溫度記錄(SST)在1988-2009年期間顯示出類似的上升趨勢,海溫記錄與兩個珊瑚擴充速率之間的相關性不強(分别為AQB-H和AQB-T-42-A2)。

有幾項研究記錄了珊瑚在較寬的海溫範圍(22°C-29C)上的擴充對溫度的敏感性,并報告了兩個變量之間的相關。

亞喀巴灣北部珊瑚:影響該地區珊瑚的生長的因素有哪些?

在我們的研究中,整體期間(1988-2009年)的海溫年際變化幅度相對較小(波動幅度小于1.2C),

環境是影響珊瑚年前張力率的首要因素,是以需要有較長的海溫和年度珊瑚擴充率的時間序列記錄來驗證亞喀巴灣北部的這一關系。

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