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近几十年来,极端气候事件发生频率增加,探究这些事件对区域动态的影响至关重要。长期以来,学者们对于极端事件的研究大多集中在陆地生态系统。而在海洋领域,当前的研究多集中在热带区域,极端气候对温带海洋生态系统影响的研究甚少。
在地中海区域内,大洋波喜荡草(Posidonia oceanica)是海草优势种,发挥着重要的生态功能。然而,由于人为压力增加,整个地中海区域内大洋波喜荡草资源退化严重。如今,频发的暴风雨已成为它们所需要面对的另一严重威胁。2018年10月底,一场猛烈的暴风雨侵袭了地中海西北部Ligurian海岸,对沿岸设施造成了较大破坏,其对海草的影响尚不明确。来自意大利热内亚大学的A. Oprandi等研究人员从风暴前后海草覆盖度变化、健康状况等多个角度,评估了这场暴风雨对大洋波喜荡草床的影响。
研究分为室内模拟计算和现场调查两部分内容:使用模型(WW3® + SWAN + XBeach 1D)计算风暴发生时海浪的特征;并在风暴前(2017年10月底)、后(2018年11月),通过沿同样采样剖面水肺潜水观察,记录了草床深度、覆盖度、死亡海草面积比例等。研究发现,风暴过程中海浪的全波关闭深度(影响范围)增加1倍(正常状态下是7.6m);不同方向采样剖面草床受到影响不同,东南方向主要受到侵蚀(从浅至深,侵蚀0.3-0.7m),而东向剖面受到掩埋影响(深处增加0.9m);风暴后海草盖度减少50%,其中连根拔起的海草主要分布在浅水区域;受人为干扰小的草床区域健康状况严重变差,这可能是由于致密的海草使得海浪摩擦力增加。综合来看,这次暴风雨造成的草床损失与1850~2009年累计的人为压力损失相当。
研究表明极端气候事件可能在一天之内造成相当于1个多世纪人类活动的负面影响,应长期追踪草床的状态,以探究其恢复潜力。
图1 暴风雨对草床的影响:掩埋(a、d-e),撕碎叶片甚至连根拔起(b、c、f-h)