渔业科技前沿

人工智能可以预测有害藻华

一个旨在开发人工智能（Artificial Intelligence，AI）工具来预测海洋有害藻华（Harmful Blooms，HABs）的项目获得了20×104英镑（约合27×104美元，译者注）的资助。

HABs产生生物毒素，可以在贝类中积累，危害消费者健康，还能严重降低水中的含氧量，导致鱼类和其他海洋生物死亡。这是一个全球性问题，对包括水产养殖在内的各行业都造成了巨大的经济损失。该项目由英国康沃尔港卫生局领导，并得到埃克塞特大学、格拉斯哥大学、国家海洋学中心（National Oceanography Centre，NOC）和渔业与水产养殖环境科学中心（Centre for Environment Fisheries and Aquaculture Science，CEFAS）的支持。在商业、能源和工业战略部（Department for Business，Energy and Industrial Strategy，BEIS）的资助下，这项研究得以实施。可持续水产养殖未来中心、西南能源效率项目（Southwest Energy Efficiency Project，SWEEP）和埃克塞特大学的研究人员将致力于开发和试验一系列新技术，用于监测和模拟HABs。

来自CEFAS的ANDY TURNER博士表示，该项目将开发一种用于评估天然毒素产生的预测方法并最终使该地区的企业受益，项目有助于贝类的安全供应并降低贝类消费者的健康风险。这一新技术包括用于量化海水中HABs细胞丰度的分子检测方法和用于量化贝类中HABs毒素的设备，以及结合智能学习和统计数据，构建预测HABs的数据驱动模型。这将有助于康沃尔港卫生局等监管机构更有效地安排贝类监测活动和选择在何时暂停捕捞，以更好地管控HABs对人类健康和贝类企业的风险。

埃克塞特大学的ROSS BROWN博士表示，这项工作与康沃尔西南部的热点地区密切相关，那里HABs季节性暴发的频率和持续时间可能会随着气候变化而大幅增加。研究成果将使水产养殖企业能够有计划地应对灾害，尽量减少HABs的影响，提高西南地区养殖贝类的生存能力。格拉斯哥大学的OLIVER STONER博士表示，这项工作将证明科学创新和统计模型的运用可以对可持续发展产生积极影响。

杨林林译自 UK：Using AI help to predict harmful algal blooms，The Fish Site，2021-09-20

不同种类的浮游植物对海洋变暖的响应不同

被称为浮游植物的微小海洋植物是海洋中大多数食物网的基础，他们的生产力保证了商业渔业、碳固存和海洋生态系统的健康。但对于他们如何响应气候变化导致的海洋温度上升，人们知之甚少。大多数气候模型都假设他们会做出相似的响应，但罗得岛大学海洋学院前博士生STEPHANIE ANDERSON领导的一个研究小组得出结论，不同类型浮游植物的响应方式不同。一项预测4组关键浮游植物如何响应2080—2100年海洋温度的研究表明，他们的生长速度和分布模式可能会不同，从而对未来全球海洋群落的组成产生重大影响。

现为麻省理工学院博士后的ANDERSON表示，浮游植物是地球上最多样化的生物之一，他们固定的碳大约相当于世界上所有陆地植物的总和。人类呼吸的每一口空气都是由浮游植物产生的。他们的存在会影响某一特定地区能容纳哪些鱼类。ANDERSON、罗得岛大学海洋学教授TATIANA RYNEARSON、麻省理工学院斯克里普斯海洋研究所和欧道明大学的同事近期在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上发表了他们的研究结果。RYNEARSON表示，这项研究为理解浮游植物如何应对海洋变暖做出了重要贡献。所有海洋生态系统的气候变化预测都包括一个参数，它反映了浮游植物生长对温度的响应。在这项研究中，研究人员设立了一个新的、更准确的参数——温度反应值，以更好地反映海洋中浮游植物的多样性。这些新的参数可以用于预测未来气候变化，帮助其变得更准确。

研究人员根据现有的80多项研究汇编了与温度相关的生长测量数据，这些研究涉及了4种浮游植物：生长在高营养地区的硅藻；在营养含量低的外海占主导地位的蓝藻；在固碳方面特别重要的颗石藻；还有在水体中垂直迁移的鞭毛藻。研究人员还考虑了每一组的耐热性，并对预测的温度进行了模拟，以确定浮游植物在世界不同地区的分布和生长速度变化。他们发现每一组浮游植物对变暖有不同的耐受度。ANDERSON表示，颗石藻在赤道附近可能会面临最大比例的生长率下降，这可能会改变那里的群落组成；另一方面，蓝藻预计将在中纬度地区大比例增长，且可能会向极地扩展其范围。RYNEARSON补充说，模拟发现，阿拉斯加湾和东北太平洋地区的蓝藻变化范围最大，这些地区具有丰富的渔业。重要的是，蓝藻不是鱼类的优质饵料。预计4种浮游植物在较冷地区的生长速度都将增加，但增加的程度因种类而异。对于所有这些群体，预计他们的生长率在靠近赤道的地方会下降。赤道已经是最热的地区，那里的温度会超过他们的舒适水平，阻碍他们的生长。研究人员表示，大多数物种可以忍受比他们通常面临的更高温度，但他们离赤道越近，面临的温度和他们无法生存的温度之间的差距就越小。

ANDERSON表示，两极变暖的应对空间很大，但在赤道，应对能力下降了。研究小组还发现，在所有研究群体中，鞭毛藻因温度升高造成的生长速度变化最小，而且他们能承受的温度范围最大。他们的代谢率不像其他组那样容易受到温度变化的影响。这可能是由于他们能够垂直迁移。他们上下游动的能力可以接触更多的温度，使他们能够应对更多的温度变化。这些结果的意义是重大的。在赤道，浮游植物的增长率预计将随温度的升高而下降，浮游植物生物量的下降可能会降低可容纳的鱼类和其他海洋生物的数量。ANDERSON表示，如果你是一条鱼，依赖于一种食物，而这种食物已经不存在了，你可能不得不和你的猎物一起迁移才能生存。这可能会导致区域内食物网发生变化。在高纬度地区，预计增长率会增加，较高的浮游植物生物量会容纳更多的鱼类，促进商业渔业的发展。

这项研究没有考虑其他可能影响浮游植物生长的因素，比如营养物或光照变化，所以这项研究的结果具有推测性。ANDERSON正在把这些额外的因素纳入一个新的模型中，看看结果会如何变化。

杨林林译自 USA：Different kinds of marine phytoplankton respond differently to warming ocean temperatures，Science Daily，2021-11-17

气候变暖增加有害藻类的数量

当藻类失控，坏事就会发生，尤其是当这些藻类产生有毒物质时，连锁效应可能是强大而持久的。例如，切萨皮克湾周期性地出现所谓的“死区”，腐烂的藻类吸走了该区域的氧气，威胁着那里动植物的生命。2014年伊利湖藻类暴发产生的毒素污染了俄亥俄州托莱多市的供水，迫使当地一家水厂关闭。这些有害藻华可能是致命的，导致人类生病，并对一个地区造成严重的经济损失。

科学家们已经阐明了升温如何导致这些有害藻类数量的不断增加。一项新的研究表明，光照条件的变化对这些藻类的生长有重大影响。这项研究由特拉华大学地球、海洋和环境学院的副教授KATHRYN COYNE主持，研究结果发表在PLOSONE杂志上。研究假设是，气候变暖看起来有利于有毒藻类的生长，并可能抑制作为食物网一部分的其他生物，无论他们摄食这些藻类还是被藻类摄食。COYNE表示，对于发生在海岸附近的藻华，情况可能会更糟，这不仅仅是由于藻类生长季节延长，而且还会在地域上延伸。研究聚焦于一种出现在切萨皮克湾和特拉华州内陆海湾的微小藻类—剧毒卡尔藻（Karlodinium veneficum），它又被称为“鱼类杀手”。这种藻类是“混营型”的，这意味着它的能量来源特别丰富，有时从阳光中获取能量，有时则通过摄食其他藻类和细菌来获取能量。尽管剧毒卡尔藻是单细胞生物，但它有两根鞭毛推动它前进，与猎物接触，并用毒素攻击猎物。

研究表明，这种藻类依据不同的光照条件改变其生长策略。光的变化与二氧化碳和温度相互作用，从而影响每个细胞的生长及储存的碳和氮的数量。在弱光条件下，种群数量没有增加，但是藻类细胞中碳和氮的水平趋近饱和；在强光条件下，种群数量增加，但细胞中的碳和氮水平下降。在这项研究过程中，剧毒卡尔藻适应了此前人们认为它无法忍受的温度（30°C／86°F）。这表明，温度不会限制他们的生长。如果他们长时间暴露在更高的温度下，他们最终会适应。这些变化也会影响到以这种藻类为食的生物，因为在气候变化的条件下，藻类的营养水平可能会降低，从而使得以藻类为食的生物体数量减少，这使剧毒卡尔藻相对于捕食者和其他藻类具有多重优势。

该研究的参与者包括密歇根大学海洋科学与政策学教授MARK WARNER、学生LAUREN SALVITTI、特拉华州立大学的ALICIA MANGUM和GULNIHAL OZBAY、特拉华州自然资源和环境控制部门的CHRISTOPHER MAIN以及伊朗古尔根农业科学与自然资源大学的 ZOHREH KOUHANESTANI。在其他项目中，COYNE和他的同事们正在合作研究生物控制方法，如“细菌子弹”或DinoSHIELDS，使用希瓦氏菌来防止有害藻类繁殖。该项目仍在继续研究中。这项研究得到了美国国家海洋和大气管理局有害藻华生态学和海洋学项目、美国国家科学基金会和美国农业部的资助。

杨林林译自 USA：Warming climate will increase number of harmful algae blooms，Science Daily，2021-10-28

巨藻的营养价值随海洋温度升高而降低

作为一种基础物种，巨藻（Macrocystis pyrifera）对其栖息的温带浅水近岸水域的生态系统至关重要，当巨藻繁荣时，依赖巨藻提供食物和住所的生物群落也会繁荣。

事实表明，巨藻对气候变化带来的一些压力具有恢复能力，包括严重的风暴和海洋热浪。对于那些关注依靠海藻维持生存，如鱼类、无脊椎动物、哺乳动物和鸟类的人来说，这是一个令人鼓舞的进展。加州大学圣巴巴拉分校的研究人员揭示，巨藻承受温度冲击的能力可能是以其营养价值为代价的。该研究结果发表在Oikos杂志上。该研究的主要完成人，内华达大学里诺分校的生物地球化学家HEILI LOWMAN表示，海藻组织中的营养物质的成分及含量似乎正在发生变化。这些变化与海水温度的变化有关。从宏观的角度来看，这是非常重要的，因为有很多物种依赖海藻作为其主要食物来源。该研究的参与者，研究生KYLE EMERY表示，可以把它称为海洋变暖的一个更隐蔽的影响。在温度大幅上升的地方，不一定会失去巨藻，但那里巨藻的营养物质含量已经下降了。因此，尽管它仍然在那里，但已不具备温度较低时相同的功能。

这些关于海洋变暖对巨藻潜在影响的发现来自加州大学圣巴巴拉分校海岸生态研究（Santa Barbara Coastal Long-Term Ecological Research，SBC-LTER）观察站长期收集的数据，该观察站位于圣巴巴拉海峡的几处巨藻森林。得益于近20年来收集的数据，研究人员已经能够追踪营养物质含量的季节性波动模式，并确定重要的趋势。LOWMAN表示，在圣巴巴拉海峡，海水的温度和营养物质的可获得性是密切相关的。一般来说，较低的温度会将富含营养的海水从深海带上来；但在温暖的季节，浅海和海洋上层的营养物质，尤其是氮，变得更加稀缺。从生理学上讲，巨藻储存氮的时间不能超过几周，所以无论他们周围的水体发生了什么，他们都会迅速做出反应，因为他们需要持续的氮供应来保持生长和繁殖。了解这种模式后，科学家们开始研究随着海洋温度的升高，营养成分在较长一段时间内如何变化。EMERY解释说，他们通过每月观察在SBC-LTER水域进行的初级生产力采样数据来做到这一点。作为采样的一部分，会将这些地点收集的巨藻叶片带回实验室，然后对碳和氮含量进行测定。根据此次研究，在过去的19年里，SBC-LTER观测站巨藻组织的氮含量下降了18%，而碳含量则相应增加。营养含量的明显下降对圣巴巴拉海峡及其附近的巨藻消费者来说不是好兆头。这些消费者包括海胆、鲍鱼、潮间带的沙蚤和其他无脊椎动物，他们会吃掉被冲上海岸的巨藻残骸。LOWMAN表示，结果是，海胆可能会去寻找更多的海藻，导致栖息地转移，可能从海藻森林转移到贫瘠的地方。以巨藻为食的动物可能也会消耗更多的能量去摄食足够的食物来满足他们的营养需求。EMERY补充说，虽然海胆有能力去寻找更多的食物，但岸上的消费者却被困住了。如果需求变大却没有更多的巨藻可供食用，对他们来说是相当大的挑战。无论是由于营养不足还是数量减少，其影响都会波及到食物网的其他部分，例如营养较低的巨藻可能使沙蚤个体更小、数量更少，甚至更不健康，从而导致以沙蚤为食的海鸟数量减少。在水中，海胆和鲍鱼营养的减少意味着他们的消费者，包括鱼、龙虾、海獭和人类食物的减少。研究结果提出了许多非常有趣的开放式问题，并暗示了许多深远的影响。在探讨了海水温度与营养物质含量的潜在关系后，研究人员正在考虑扩大研究的空间尺度，下一步是研究什么因素决定了营养成分，如何预测未来的营养成分。

杨林林译自 USA：The nutritional value of giant kelp decreases as sea temperatures increase，Science Daily，2021-10-26

共生海藻有助于珊瑚生存

美国莱斯大学和西班牙海洋学研究所的研究人员已经阐述了海洋变暖条件下甲藻对珊瑚健康的重要性。如今他们再次证实，这种微小的生物不仅可以分裂繁殖，而且还可以进行有性繁殖。莱斯大学海洋生物学家 ADRIENNE CORREA和研究生LAUREN HOWE-KERR对此表示，该发现为共生甲藻的选育开辟了一条道路，并更好地服务于它的珊瑚伙伴。甲藻不仅让珊瑚呈现出令人惊叹的色彩，更重要的是，他们还通过将阳光转化为食物来帮助宿主进食。HOWE-KERR表示，大多数石珊瑚没有他们的共生体就无法生存，这些共生体可能会帮助珊瑚应对气候变化。甲藻的繁殖周期是几个月，而珊瑚可能一年只繁殖一次。如果能让这些共生体更快地适应新的环境，他们就能帮助珊瑚在高温下生存。

这一发现为调查共生性的环境触发因素奠定了基础，可以加速珊瑚共生生物的辅助进化，以阻止珊瑚礁退化。为了更好地了解这种藻类，莱斯大学的研究人员联系了西班牙海洋学研究所的ROSA FIGUEROA，她专注于研究甲藻的生命周期。他们进行了一次合作，研究是否可以检测珊瑚礁上的共生体性别。CORREA表示，在珊瑚甲藻的基因组数据中，研究人员可以看到珊瑚共生体有性繁殖所需的所有基因，但没有人发现这一过程中产生的细胞。这次研究有了突破性的发现。这一成果是2019年7月在法属波利尼西亚莫奥里亚的珊瑚礁取样后发现的，通过先进的共聚焦显微镜可以更好地观察这种藻类的三维结构。这是首次证实这些被隔离在珊瑚细胞中的共生体，可以进行有性繁殖。研究人员很兴奋，因为这个发现打开了一扇门，如果能够找出促进和诱导它的条件，就可以创造更多的基因变异。

藻类分裂的后代只继承一个亲本细胞的DNA，他们本质上是克隆的，通常不会增加群体的多样性。但是有性繁殖的后代会从双亲那里获得DNA，可以快速获得遗传适应。共生种群通过进化变得更能承受环境压力，这对珊瑚有直接好处，而珊瑚可以保护海岸免受风暴及相关径流的影响。CORREA表示，培育珊瑚共生体以获得最强抗压力成为了可能。研究人员可以繁殖那些在高温压力条件下存活下来的群体。在连续几代之后，挑选出能忍受这些高温的共生体。研究人员需要做很多其他实验来了解什么样的条件组合会使有性繁殖发生得更频繁。这将产生新的基因组合的共生体，其中一些组合有希望与耐热性或其他想要的性状相对应。之后，就可以繁育这种多样性的共生体，并利用这些共生体来保护和恢复珊瑚礁。

杨林林译自 Sex and the symbiont：Can algae hookups help corals survive？Science Daily，2021-09-22

地处偏僻并不能增强珊瑚礁的恢复力

一种广为流传的假设认为，珊瑚礁的恢复能力与他们离人类活动的距离有关——珊瑚礁离人类越远，越有可能从干扰中恢复。加州大学圣巴巴拉分校的海洋生态学家ADRIAN STIER表示，这种假设把珊瑚礁想象成方舟，可以承载生物多样性和完整的生态系统。在这些古老而脆弱的生物大多正面临着破坏性捕捞等本地威胁以及海洋变暖和酸化等全球威胁的情况下，这种假设寄希望于偏远地区的珊瑚礁可以成为一个安全的避难所，可以使退化地区在未来重新恢复生机。

然而，当STIER和他的同事对这个假设进行实验测试时，他们发现假设不成立。无论一些珊瑚种群有多偏远，平均而言，他们对严重干扰的恢复能力并不比受人类影响更大的珊瑚礁强。而且，与预期相反，有证据表明，人类发展程度更高地区的珊瑚礁可能比那些地处偏远地区的珊瑚礁更快地从动荡中恢复过来。该研究的主要完成人，北卡罗莱纳大学教堂山分校和缅因州鲍登学院的海洋生物学家JUSTIN BAUMANN表示，作为一名生态生理学家，通常研究单个珊瑚或一群珊瑚如何应对压力。这项研究是一个机会，可以从全球角度思考是什么驱动珊瑚在更大空间尺度上的恢复，并真正探索人类影响和全球恢复能力之间的关系。他们的研究结果发表在《全球变化生物学》（Global Change Biology）杂志上。

STIER表示，研究人员的发现挑战了长期以来人类活动对生态系统有害的观念，他们的研究结果对珊瑚礁的保护和管理具有重大意义。他对这个想法非常好奇，因为在过去15年定期研究珊瑚礁后，他看到了珊瑚礁发生的巨大变化——珊瑚死亡、大型热事件等。但他也看到了惊人的大翻转，如大约10年前，在法属波利尼西亚的莫奥里亚岛附近，海星暴发摧毁了那里的珊瑚礁，这是当地人食物和收入的重要来源。STIER原以为依赖珊瑚抵御风暴和作为食物来源的生态群落将会消亡，但事实恰恰相反。在过去10年左右的时间里，一些生态系统逐渐恢复和进化。在一些地区，珊瑚以一种令人难以置信的方式卷土重来，重新在礁石上繁衍。如果一个有大量人类存在地区的珊瑚礁能够恢复，那么偏远珊瑚礁的恢复力如何？为了找到答案，科学家们深入研究了世界各地数百个地点（包括加勒比海、印度洋、西太平洋和东太平洋）的珊瑚在重大干扰后的恢复能力和恢复情况，收集其数据。珊瑚的恢复能力在偏远、受保护地点和人类活动更密集的地方“差异巨大”。有些地方被破坏后一直没有好转，而有些地方被破坏后又重新恢复起来。科学家们仍在试图弄清楚是什么导致一些系统能够恢复，而一些系统不行。研究人员惊讶地发现，在某些地区恢复力“与人类影响力呈正相关”。对这种违反直觉现象的一种解释是，干扰可能导致了一种珊瑚物种取代了另一种。也就是说，由于人类的干扰，珊瑚种群从竞争性优势物种转变为耐受性物种。BAUMANN表示，这种被广泛记录的变化可能会导致更多的珊瑚覆盖，但也会导致珊瑚礁功能的丧失。他们还发现，虽然一些因素，如干扰发生前的珊瑚覆盖状况或干扰发生时的珊瑚共生状况，有助于珊瑚抵御干扰或从干扰中恢复，但其他因素，包括恢复时间、到人类社区的距离、海洋保护区建立的时间，与珊瑚礁的恢复没有相关性。

不过，研究人员审慎地指出，这并不意味着不需要管理人类活动。STIER表示，必须以公平的方式可持续地管理渔业和考虑海洋中的污染问题，不能仅依靠当地的管理和对偏远地区的保护作为保障。保护当地生态系统和管理人类影响的许多努力对栖息地以及生活在那里的动物和人类都很重要。对于珊瑚礁，科学家们往往倾向于当地管理的做法，如渔业法规和海洋保护区。这些措施很重要，也很有必要，但在全球范围内，气候变化已经造成了严重的破坏。BAUMANN表示，人类迫切需要在全球范围内减少温室气体排放，尽可能达到零排放，来缓解这种压力。加州大学圣地亚哥分校研究社会与生态系统的研究生LILY ZHAO表示，这种全球性的方法需要改变珊瑚礁的管理方式。理想情况是，在更易受到全球变暖导致的海洋事件影响的较贫穷国家和向大气中排放大部分温室气体的发达国家之间，以一种更公平的方式来分配保护工作。海洋保护习惯于采用空间排斥及指定保护区的方式将当地社区与珊瑚礁分隔开来，这是对发达国家有利的保护方式。虽然国际上的保护实践正在改善，但西方资助机构利用权力或金钱来告诉热带地区的社区如何管理他们的珊瑚礁仍然很常见。研究指出，即使从这些珊瑚礁中移除当地人类的压力源，仍然是不够的。为了保护珊瑚礁，应该少花时间告诉依赖珊瑚礁的国家如何利用他们的资源，多花时间支持他们提高适应能力，并呼吁造成气候危机的发达国家大幅减少温室气体排放。

杨林林译自 USA：Remoteness does not enhance coral reef resilience，according to marine ecologist，Science Daily，2021-10-20

珊瑚礁生物多样性随气候变化而改变

珊瑚礁是地球上最具生物多样性、最复杂和最多产的生态系统之一。大多数珊瑚礁的生物多样性是由生活在珊瑚礁深处的微小生物组成的。尽管这种多样性在很大程度上不为人所知，但它对珊瑚礁生态系统的生存和功能至关重要。许多人担心，气候变化将导致这种多样性的急剧丧失。

夏威夷大学马诺亚分校领导的一项新研究显示，珊瑚礁群落的优势物种由于气候变化而发生了变化，但总体生物多样性不会在本世纪末预测的海洋变暖和酸化条件下下降。这项研究结果发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Science）杂志上。该研究的第一作者MOLLY TIMMERS在夏威夷大学马诺亚海洋与地球科学技术学院的夏威夷海洋生物研究所（Hawaii Institute of Marine Biology，HIMB）攻读博士学位期间进行了这项研究。她表示，研究并没有发现预测中海洋变暖和酸化导致的生物多样性崩溃，而是发现了相对丰度的显著变化且没有新物种出现，珊瑚礁群落结构发生了改组。生活在珊瑚礁中的微小生物被称为隐生物，类似于雨林中的昆虫。他们在珊瑚礁系统中发挥着重要作用，如营养循环、胶结和食物网连接。他们是许多鱼类和无脊椎动物的重要饵料，并维持珊瑚礁生态系统的动态平衡。

尽管这些隐生物对珊瑚礁生态系统至关重要，但在气候变化研究中，这些隐生物往往被忽视，因为使用目测筛查识别这个高度多样化且研究不足的群落存在困难。因此，对跨海洋梯度的珊瑚礁生物多样性，以及生物多样性将如何对气候变化做出反应的研究主要是基于少数可观察到的表面居住类群，如珊瑚和鱼类。为了评估未被研究的隐生物对未来海洋条件的反应，TIMMERS和HIMB的同事设计了一个实验，将分层沉降板放置在实验流水槽中。这些中介体从HIMB海岸附近的珊瑚礁斜坡接收未经过滤的海水，并在本世纪末预测的海洋变暖或海洋酸化条件下进行处理。经过两年的暴露，研究小组使用DNA技术检查了在沉降板上形成的有机体组。这项为期两年的中观生态系统实验在气候变化研究中是前所未有的，也是第一个考察包括微生物、藻类、珊瑚和鱼类组成在内的整个珊瑚礁群落多样性的研究。虽然当下条件组和未来海洋条件处理组的物种总数没有变化，但研究结果显示，不同组的珊瑚礁群落组成存在显著差异。为了应对气候变化，生态系统的最终结果将在很大程度上取决于赢家和输家所扮演的生态角色。然而，研究缺乏关于珊瑚礁底栖隐生物群落大多数成员的生态功能、生活史和分布（更不用说名称）的充分信息，无法全面预测该群落变化的影响及生态系统后果。这项研究强调了在未来预测气候变化对珊瑚礁生态系统影响的工作中，这些尚未被深入研究生物的重要性。

杨林林译自 USA：Coral reef biodiversity predicted to shuffle rather than collapse as climate changes，Science Daily，2021-09-20

海水变暖威胁太平洋经济

气候变化正驱使金枪鱼进一步向东移动，威胁几个太平洋小岛屿发展中国家（Small Island Developing States，SIDS）的经济安全。国际保护组织和包括太平洋共同体（Pacific Community，SPC）、太平洋岛屿论坛渔业署（Pacific Islands Forum Fisheries Agency，FFA）、瑙鲁协议缔约方办公室（Parties to the Nauru Agreement Office，PNAO）、澳大利亚卧龙岗大学及其合作伙伴在内的技术机构联盟进行的一项新的研究显示，全球变暖预计将逐步推动10个SIDS水域的金枪鱼流向公海，扰乱岛屿经济。这些研究结果发表在《自然可持续发展》（Nature Sustainability）杂志上，探讨了海洋变暖对金枪鱼的影响，并量化了SIDS由于气候变化导致金枪鱼重新分布可能造成的潜在经济损失。

多学科研究建立的可靠模型表明，如果海洋继续以目前的速度变暖，预计到2050年，库克群岛、密克罗尼西亚、基里巴斯、马绍尔群岛、瑙鲁、帕劳、巴布亚新几内亚、所罗门群岛、托克劳和图瓦卢水域的金枪鱼捕捞量将平均下降20%。该研究的主要作者、国际海洋保护中心金枪鱼渔业高级主任JOHANN BELL表示，这是一个气候正义问题。SIDS在经济上严重依赖金枪鱼捕捞，但对全球变暖的贡献很小。相比之下，那些造成60%历史温室气体排放的发达国家却受益于金枪鱼向公海的迁移。SPC渔业和生态系统监测分析首席科学家SIMON NICOL表示，新的模型首次表明，到2050年，在高温室气体排放情景下，太平洋10个SIDS的金枪鱼捕捞量都可能减少。以前的模型表明，10个SIDS中的一部分将是金枪鱼再分配的输家，其他国家则是赢家。但新研究表明，所有10个依赖金枪鱼的经济体都将受到负面影响。金枪鱼捕捞量下降，预计将减少SIDS从远洋捕捞国获得的渔业准入费。在高温室气体排放的背景下，FFA 总干事 MANU TUPUROOSEN表示，这些损失将对依赖金枪鱼渔业来维持生计、教育和卫生等关键部门的政府和人民造成严重后果。预计这些损失还会降低社区适应气候变化的财政灵活性。

该研究确定了两种降低金枪鱼迁徙对该地区影响的途径。首先，根据《巴黎协定》，最大的温室气体排放国应实施切实可行的计划控制排放，并将全球变暖限制在1.5°C以内，这将在很大程度上阻止金枪鱼的再分配。第二种方法是使SIDS能够通过中西太平洋渔业委员会（Western and Central Pacific Fisheries Commission，WCPFC）进行谈判，以保证他们从金枪鱼渔业获得的利益，而无需考虑气候变化对鱼类分布的影响。SPC总干事STUART MINCHIN表示，太平洋SIDS正不公平地遭受一场他们几乎没有责任的危机。金枪鱼再分配是气候变化的众多后果之一，预计气候变化将进一步削弱太平洋经济体和本已受到新冠肺炎疫情严重影响的粮食系统。这一严峻的形势已经由包括联合国安理会在内的几个国际组织所提出。在格拉斯哥举行的第26届《联合国气候变化框架公约》缔约方大会上，太平洋岛国再次强调了这一问题，并希望给出融资机制的具体承诺。

研究还表明，金枪鱼的再分配对渔业管理也有影响。PNAO 首席执行官 SANGAALOFA CLARK表示，当金枪鱼从太平洋SIDS的专属经济区转移到公海时，执行维持金枪鱼种群的相关渔业管理法规就更加困难。这些太平洋岛屿国家已经实施了世界级的“船只日计划”，以在联合水域内可持续地管理金枪鱼捕捞。卧龙岗大学的QUENTIN HANICH认为，金枪鱼再分配的影响可能很严重，需要通过符合国际法框架的合作管理来解决。WCPFC已经开始考虑这些问题，并在2019年通过了一项气候变化决议。负责管理中西太平洋公海地区以及东太平洋公海金枪鱼捕捞的两个区域渔业管理组织之间也需要进行新层次的合作，以保持一种对自然资源和太平洋岛屿经济都有利的平衡。

这项名为《气候变化下维持依赖金枪鱼的太平洋岛屿经济的途径》的研究由来自21个机构的科学家共同完成，并献给已故的国际保护组织太平洋岛屿地区项目前执行主任SUE TAEI，她是第一个呼吁调查金枪鱼再分配和气候正义问题的人。

杨林林译自 Australia：Warming seas threaten Pacific economies，World Fishing＆ Aquaculture，2021-09-16

低氧迫使鱼类进入浅水，破坏渔业和生态系统

鱼可能会被淹死。这看起来虽然很荒谬，但鱼类确实需要氧气来进行呼吸，只是他们从水中而不是空气中获取所需的氧气。氧气太少会给鱼类带来麻烦，迫使他们必须迁移，否则就会生病。

不幸的是，海洋中的氧气浓度正在下降。加州大学圣巴巴拉分校和南卡罗莱纳大学的一项研究首次记录了超过10种物种在低氧胁迫下向浅水移动的情况。这项研究发表在《全球变化生物学》（Global Change Biology）杂志上，涵盖了15年的调查和监测结果。作者强调了在渔业管理和保护中考虑这些发现的重要性，否则就有可能采取与实际情况完全不一致的策略。该研究的主要作者ERIN MEYER-GUTBROD表示，在调查的所有深度中，从50 m到350 m，氧气含量都在下降。所以鱼类似乎在向较浅的区域移动，以到达氧气水平相对较高的区域。MEYERGUTBROD是南卡罗莱纳大学的助理教授，他在加州大学圣巴巴拉分校做博士后时就开始了这项研究。氧气浓度下降的原因有很多，包括生态变化、季节和风暴。但也许最重要的原因是水温升高导致溶解氧含量减少。鱼类在浅水中容易呼吸，因为溶解氧的主要来源之一是水面的大气。不幸的是，不断上升的温度加剧了冰冷深层水和温暖表层水之间的密度差异。这导致了海洋分层，阻止氧气进入深海。

研究小组试图确定氧气含量下降如何影响鱼类分布。1995—2009年，几乎每年秋季，研究人员都在南加州的阿纳卡帕岛和圣克鲁斯岛之间的不同深度进行鱼类调查。他们调查了该地区三类岩礁区域：一个大约50 m深的被称为“阿纳卡帕通道”的细沟；一个被称为“脚印”的大约150 m深的海底山；以及一个平均深度大约300 m的被称为“小猪储蓄罐”的沉没高地。他们识别了所有水下2 m及离海底2 m内的鱼类，并估算了他们的长度。科学家们鉴定了60种经常观察到的鱼类，分析得出了令人惊讶的结果。在过去的15年里，有4个物种向深水迁移，19个物种向浅水迁移。随着时间的推移，三分之一的物种向浅海移动。MEYER-GUTBROD表示，在如此短的时间内发生如此显著的变化，是一个引人注目的结果。除了溶解氧，研究小组还测量了温度和盐度。在整个研究期内，温度和盐度保持相对恒定。虽然他们研究的栖息地跨度只有10 km，但涵盖了很大的深度范围。小范围水域研究实际上有助于减少混淆因素，在整个调查过程中，除了深度外，大多数条件都是不变的。之前的研究曾在实验室环境下观察过低氧对单种鱼类的影响，但此次是首次在野外进行如此长期的研究。其他科学家们利用室内实验表明鱼类不喜欢低氧水，但年复一年在同一野外地点的观测还没人做过。值得关注的是，随着时间的推移，氧气的变化是否真的会导致鱼类分布的变化。这种趋势的后果可能是严重的。这似乎证实了一个相当可怕的假设，即鱼类正被移出他们的最佳栖息地。加州大学圣巴巴拉分校海洋科学研究所的研究员MILTON LOVE表示，最终的结果是，他们至少会被赶出一部分栖息地。最终某些物种可能会被逼到他们生理机能无法适应的地方。

更重要的是，研究结果表明，不断上升的海表温度正促使许多鱼类游向深水。这意味着鱼类的栖息地可能在顶部因温度压缩，在底部因溶解氧压缩。所以他们可以生活的深度带随着时间的推移而变得越来越窄。另一个问题是，这种栖息地的压缩如何与捕捞压力相互作用。这种趋势可能会使鱼类集中，从而更容易被捕获。不断增加的渔获会使实际处于绝境的鱼类资源不能表现出真实情况。MEYER-GUTBROD表示，如果一网能捕到1 t鱼，比以前多，你可能会想，今年是好年头，也许它的数量正在恢复。但事实可能是，所有的鱼都被挤压到一个更小的区域。随着渔获量增加，渔业法规可能也会随之改变，增加捕捞配额。其结果将对渔业及其所依赖的生态系统造成灾难性的影响。按照研究人员的说法，这就是人们为什么要了解正在发生的事，预测它将如何发展，并调整管理策略以适应变化。这种现象会随着条件的变化而发生，人类需要对此积极应对。

杨林林译自 USA：Low oxygen levels are pushing fish into shallower waters， with potentially devastating impacts for fisheries and ecosystems，Science Daily，2021-09-16

生物标记揭示水母摄食的神秘面纱

水母的胃口很大且对食物不挑剔。几乎任何粘在他们触须上的东西都会被他们送进用来消化食物的胶状“袋子”里。

这种“来者不拒”的进食策略模糊了人们对水母摄食结构以及他们如何适应食物网的理解。然而，不列颠哥伦比亚大学海洋与渔业研究所（Institute for the Oceans and Fisheries，IOF）的一项新研究试图使用两种生化工具，即稳定同位素和脂肪酸，揭开水母捕食的秘密。稳定同位素是碳和氮等元素自然存在的同位素，他们以一定的比例存在于所有生物组织中。脂肪酸在人体中起着重要的生理作用，它是由位于食物网底部的植物产生的独特成分。独特的同位素和脂肪酸，也被称为“生物标记”，从猎物传递给捕食者，可以用来追踪食物网的联系，并阐明动物的摄食结构。同位素比率和脂肪酸浓度在食物网内传递时，以可预测的方式发生微妙的变化。这些变化被称为“校准值”，可能因不同的生物体而不同，了解特定生物体的校准值对于准确使用生物标记研究摄食至关重要。

该研究的主要完成人，IOF理科毕业生JESSICA SCHAUB表示，到目前为止，水母生态学家一直在使用这些生物标志的广义校准值，因为他们没有水母特有的生物标志。新的研究测试了同位素和脂肪酸的浓度变化，以及当水母消化猎物并将猎物的同位素和脂肪酸特征吸收融入身体的速度。研究发现数值差异很大，如果应用这项新研究的数值，很可能会得到不同的结果。换句话说，水母的摄食可能与预期的情况大相径庭，新的研究可能会发现一些水母在食物网中占据完全不同的位置。这项研究由IOF和温哥华水族馆合作，研究结果发表在《海洋生物学与生态学实验》（Journal of Experimental Marine Biology and Ecology）杂志上。

温哥华水族馆的工作人员对两种水母（更大、更凶猛的黄金水母和更小、更常见的海月水母）进行了饲养，同时投喂他们两种独特的甲壳类食物。研究人员观察水母吸收稳定同位素和脂肪酸需要的时间，然后计算出这两个生物标记物发生了多大变化。SCHAUB表示，这看起来很简单，但实际并不是。海月水母的结果令人惊讶，他们被投喂两种甲壳类动物，磷虾和卤虫，但他们并没有真正吸收磷虾。人们认为水母不挑食，但在这种情况下，他们似乎不喜欢吃单一的食物。要么是不能满足他们的营养需求，要么是更喜欢活的卤虫而不是死的冷冻磷虾。水族馆一直给他们投喂这些磷虾，现在可以确信没有必要再喂磷虾了。研究还发现，水母似乎可以“扩展”脂肪酸。这意味着水母可能会产生自己必需的Omega-3和Omega-6脂肪酸，这对身体的健康功能很重要。这是令人惊讶的，因为大多数动物不能制造这些脂肪酸，而是必须从摄食中获得他们。这种现象在其他一些生物中也有描述，如珊瑚和海绵，但从未在水母中发现过。研究人员希望这些发现将有助于更好地理解这些未被研究的生物在海洋生态系统中扮演的角色。该研究的参与者，IOF教授BRIAN HUNT表示，长期以来，水母在研究中一直被忽视，通常被认为是一种讨厌的生物，而不是一种有趣的生物。然而，人们越来越意识到，他们既可以作为捕食者，也可以作为猎物，在生态系统中发挥关键作用。SCHAUB将在2022年攻读博士学位时继续这项基础研究。她热衷于利用生物标记了解水母，而且对水母作为海洋生态系统关键物种的作用特别感兴趣。

杨林林译自 Canada：Shedding light on mysterious jellyfish diets，Science Daily，2021-10-14

气候变化创造新的环境，破坏保护海洋生物的努力

俄勒冈州立大学的一项新研究显示，气候变化正在改变人们熟悉的海洋环境，并创造出新的环境，这可能会破坏在海洋保护区为保护海洋生物所做的努力。

俄勒冈州立大学地球、海洋和大气科学学院的助理教授JAMES WATSON表示，不断变化的条件从人文和经济两个方面对那些依赖海洋资源的社区生计造成了影响。科学家们看到的是整个环境潜在的灭绝可能性。在一些地方，今天拥有的环境在未来将不复存在。这是无法弥补的环境、文化和经济损失。研究人员对多种气候情景的分析表明，预计到2060年，60% ～87%的海洋将经历生物和化学的多重变化，如水温升高、酸度升高和含氧量变化。在澳大利亚大堡礁海洋公园和厄瓜多尔加拉帕戈斯群岛海洋保护区等大型海洋保护区，预计变化会更大，达到76%～97%，海洋酸度预计最快在2030年就会上升。海洋酸化减少了海水中碳酸盐的含量，而碳酸盐是海洋生物（如珊瑚和牡蛎等软体动物）外壳和骨骼发育所必需的。这一发现发表在One Earth杂志上。该研究的主要完成人是STEVEN MANA’OAKAMAI JOHNSON，他在俄勒冈州立大学进行的这项研究是他博士论文的一部分，他在2021年早些时候获得博士学位，现在是亚利桑那州立大学的博士后。

研究创意来自于JOHNSON和WATSON之间的对话。JOHNSON是北马里亚纳群岛塞班岛（美国在西太平洋的一个岛）人，WATSON是英格兰人，他们讨论了气候变化可能造成的损失，其中之一就是他们小时候熟悉的海洋环境改变了。JOHNSON表示，温度、酸度和含氧量等属性定义了海洋的特定环境，每个人对“正常”的特定环境条件都有自己的定义，他曾经目睹过很多气候变化对海洋的影响，如塞班岛破坏性的珊瑚白化事件。对WATSON和他来说，他们这一代人成长过程中对海洋的经历和记忆，对子孙来说可能不复存在。研究人员利用过去50年的海洋状况作为稳定性的衡量标准，使用几个气候模型来观察影响海洋状况的6个变量的变化模式。他们使用了3 种严重程度不断增加的变暖情景。JOHNSON表示，情景包括可能、不太可能和极不可能的变暖程度，所有假设都比20年前的温度高。在这3种情况下，超过一半的海洋环境将是全新的，这意味着与过去50年相比，海洋环境将有显著差异，一切都是全新的。大部分变化发生在海洋的两个极端地区：热带和极地地区。这些地方正在经历前所未有的变暖，如北极这样最寒冷的地方，不再像以前那么冷了。研究人员还发现，这些变化大多数将在2060年发生，但是pH或酸度水平的大部分变化预计将在10年内发生。

对于旨在保护濒危物种和珊瑚礁等珍稀栖息地的大型海洋保护区而言，这种变化更为明显。随着海洋条件的变化，这些保护区内的动物可能会离开，去寻找其他更有利于他们生存的地方。JOHNSON表示，这些海洋保护区是实现保护目标的重要工具，需要大量的政治和社会意愿来建立和发挥预期作用。在分析中，29个保护区中有28个地区的环境将发生变化，这可能使得保护目标无法实现。研究人员的发现展示了随着地球持续变暖，未来可能会发生什么。这项研究还为栖息地保护区的社区和管理决策者提供了重要信息，提示不断变化的海洋条件将如何影响他们，以及他们如何应对这些变化。例如，金枪鱼生活在特定的海洋条件下，如果海洋温度过高，金枪鱼可能会转移到另一个地区。如果一个国家依靠金枪鱼作为食物或生计，这将会产生什么影响？或者，如果你是一个保护区的负责人，你正在保护的物种不在你的保护区内活动，你会怎么做？WATSON表示，这种类型的预测量化了气候变化的影响，也使人们有机会来了解未来可能失去的海洋资源，并着手制定相应的应对计划。这种针对气候变化引发的改变在陆地上进行过研究，但没有针对海洋进行过相应的研究。承认和接受可能失去的东西是重要的，这有助于激励人们开始适应新的环境。

杨林林译自 USA：Climate change will destroy familiar environments，create new ones and undermine efforts to protect sea life，Science Daily，2021-11-12