自然災害可以摧毀一個地區(qū)，突然殺死形成生態(tài)系統(tǒng)結構的物種。但是這種情況如何發(fā)生會影響恢復。當大火將大火燒毀時，熱浪留下了一支木板大軍。風暴潮和珊瑚白化在水下也會發(fā)生類似的事情。

加州大學圣巴巴拉分校的科學家研究了這兩種干擾如何影響珊瑚礁。他們發(fā)現(xiàn)，珊瑚從白化中恢復過來比從風暴中恢復過來更困難，即使兩次事件之間的死亡率相似。漂白后留下的骨骼似乎為藻類提供了保護，然后藻類會逐漸清除生長緩慢的珊瑚。這項研究由博士生Kai Kopecky領導，發(fā)表在《生態(tài)學》雜志上。

大多數(shù)淺水珊瑚都擁有共生藻類，為動物提供食物，以換取安全的家園和營養(yǎng)。但是極端條件會使這種排列不對齊，導致珊瑚在稱為漂白的過程中驅(qū)逐它們的伴侶，這通常是致命的。

加州大學圣巴巴拉分校的研究人員自 1980 年代后期以來一直在研究法屬波利尼西亞莫雷阿島周圍的珊瑚及其珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)?？婆寤诙卧L問該島恰逢一次重大漂白事件。“看到許多明亮的白色珊瑚骨架是非常不和諧的，”他說，但他感到欣慰的是，島上的珊瑚礁在過去已被證明具有非凡的彈性。

不幸的是，這次開始出現(xiàn)不同的模式。海藻是珊瑚在珊瑚礁上的主要競爭對手，它開始在漂白的骨骼上定居。Kopecky想知道骷髏的存在是否使珊瑚礁走上了通往藻類主導狀態(tài)的道路。

之前在莫雷阿島的工作表明，熱帶珊瑚礁可以容納珊瑚或海藻為主的社區(qū)。這些不同的狀態(tài)對小的干擾具有彈性，但大的沖擊可以在稱為滯后的過程中將生態(tài)系統(tǒng)從一個翻轉到另一個。一旦發(fā)生這種情況，即使條件如此，珊瑚礁也不會恢復到以前的狀態(tài)。該系統(tǒng)找到了新的平衡。

Kopecky開發(fā)了一個數(shù)學模型來比較漂白事件后的珊瑚礁動力學 - 留下骨骼 - 以及暴風雨之后 - 風暴將珊瑚礁沖刷為裸露。他使用一個由五個微分方程組成的系統(tǒng)來捕捉空曠空間、活珊瑚和死分枝珊瑚以及珊瑚礁上海藻覆蓋之間的過渡。

結果很能說明問題。“這些骷髏留在珊瑚礁上的事實導致了這些根本不同的恢復模式，”Kopecky說。

珊瑚骨骼似乎可以保護幼藻免受食草動物的侵害，否則食草動物會對其進行控制。動物無法進入所有的縫隙，因此藻類獲得了傳播的立足點。

這種保護似乎并沒有為幼珊瑚提供同樣的好處。作者懷疑珊瑚不像藻類那樣面臨來自捕食者的壓力。更重要的是，如果有機會，藻類可以迅速長出珊瑚。“珊瑚實際上是在鋪設巖石，而藻類大多只是快速生長，柔軟，多葉的材料，”資深作者，生態(tài)學，進化和海洋生物學助理教授Holly Moeller說。

珊瑚礁的積累是一個緩慢的過程，珊瑚的死亡通常通過補充來平衡。新的生長將死去的骨骼納入更大的珊瑚礁結構中。但是白化會一下子殺死很多珊瑚 - 尤其是最古老和最年輕的珊瑚 - 并且骨骼最終會因侵蝕而變脆。對于年輕的珊瑚來說，這不是一個堅實的基礎。

如果死去的骷髏阻礙了珊瑚的恢復，為什么不干脆將它們移走呢?

這種方法正在其他生態(tài)系統(tǒng)中獲得支持。“想想規(guī)定的火災或森林中枯樹的疏伐，以便系統(tǒng)對未來的干擾更具彈性，”Kopecky說。

然而，珊瑚骨架提供了許多好處。它們構成了各種動物的棲息地，一些證據(jù)表明，珊瑚礁的結構復雜性與更快的珊瑚恢復有關。

“效果實際上取決于這種結構的性質(zhì)，”Kopecky說。材料密度、強度和空間布局都會影響珊瑚礁的動態(tài)。“在你出去開始鉆礁石之前，需要考慮這些方面。

該團隊在莫雷阿島進行了一套正在進行的實驗，其中包括探索當死珊瑚骨骼被移除時珊瑚礁如何恢復的實驗。其他幾個人正在測試Kopecky用來創(chuàng)建他的模型的假設。例如，死珊瑚實際上減少了多少食草動物?骨骼如何影響活珊瑚的生長?

“凱的研究是數(shù)學模型在生態(tài)學中價值的典型例子，”默勒說。珊瑚可以活數(shù)百年，珊瑚礁恢復可能需要幾十年。“這不是一個你可以現(xiàn)實地做的實驗。

“但是如果你有一個模型，”她繼續(xù)說，“你相信你建立這個模型的方式，因為你已經(jīng)做了其他實驗，那么你就可以在未來幾十年內(nèi)做出這些預測。