교란 강화로 인해 카리브해 암초의 특성 구성이 변경되어 기능이 저하된 상태로 갇히게 됩니다.

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 14022(2023) 이 기사 인용

측정항목 세부정보

인위적인 기후 변화는 자연 교란 체제를 강화하여 일부 종에는 부정적인 영향을 미치고 다른 종에게는 이익을 줍니다. 이는 생태 공동체의 특성 구성을 변경하고 교란에 대한 회복력에 영향을 미칠 수 있습니다. 우리는 지역 폭풍 체제(및 기타 교란 가능성)의 빈도와 강화가 어떻게 산호 종 구성을 변화시키고 결과적으로 저항과 회복을 변화시키는지 조사했습니다. 우리는 산호 피복 및 구성(1970년부터 2017년까지 암초 위치 3,144개)과 해당 지역의 사이클론 폭풍 경로 및 강도(10,058개의 고유한 폭풍-암초 교차점 포함)에 대한 지역 데이터베이스를 개발했습니다. 우리는 살아있는 산호초의 총 면적이 2017년까지 꾸준히 감소했다는 것을 발견했습니다(연평균 손실률은 연간 ~ 0.25%였습니다). 우리의 결과는 또한 대서양 저기압 폭풍의 강도가 증가했음에도 불구하고 산호 덮개에 미치는 영향이 현저하게 감소했음을 나타냅니다. 이는 부분적으로 강화되는 교란 체제에 대응하여 교란 저항성 분류군을 선택했기 때문일 수 있습니다. 우리는 폭풍이 위협받는 아크로포리드 산호의 손실을 가속화했지만 더 탄력 있는 "잡초가 많은" 산호의 덮개에는 측정 가능한 영향을 미치지 않아 상대적 덮개가 증가한다는 것을 발견했습니다. 교란에 대한 저항력은 증가했지만 작고 느리게 자라는 종의 우세로 인해 회복 속도는 느려졌습니다. 이 피드백 루프는 산호 공동체를 제한된 생태학적 또는 사회적 가치를 지닌 잡초 종이 지배하는 기능이 낮은 상태로 가두어 놓습니다.

미국 제4차 국가 기후 평가에서는 해양 온난화, 산성화, 탈산소화 및 기타 기후 변화 측면이 증가함에 따라 해양 생태계의 지속적인 파괴가 더욱 심해질 것이라고 결론지었습니다1. 단기적인 변동성으로 인해 이러한 환경 매개변수 중 다수는 급성, 치명적인 교란 및 강력한 선택 요인으로 작용합니다2,3,4. 자연계에 대한 기후변화의 영향은 부분적으로 급성 교란의 빈도와 강도 증가, 즉 자연 교란 체제의 인위적 가속에 기인합니다5. 예를 들어, 카리브해 산호초에서 비정상적으로 높은 해수 온도("해양 열파"라고도 함)의 빈도는 1980년대 중반 이후 5배 증가했으며 돌아오는 시간은 절반으로 단축되었습니다6,7,8. 이러한 심화되는 교란 체제는 더욱 빈번한 대규모 산호 백화 현상을 야기하고 있으며, 이는 전 세계적으로 산호초를 교란 이전 상태로 돌아갈 가능성이 거의 없는 지속적인 복구 상태로 몰아넣고 있습니다.

열대저기압(TC)의 강도(빈도는 아님)는 해양 표층수의 열 함량 증가로 인해 증가할 것으로 예측됩니다9,10,11,12. 수많은 연구에서 전 세계적으로 태풍 강도(예: 최대 풍속 및 폭풍 범주)가 증가했음을 기록했으며 IPCC는 “지난 40년 동안 강렬한 열대 저기압의 비율이 증가했을 가능성이 높으며 이는 다음으로 완전히 설명할 수는 없습니다. 자연적 변동성”9,13. TC는 산호초에 교란을 일으키는 중요한 원인입니다14,15,16,17. 강풍과 강한 파도는 암초 유기체를 조각내거나 뿌리째 뽑거나 산호 뼈대 조직을 "모래 폭발"시킬 수 있습니다18. 폭풍의 생태학적 결과에는 폭풍에 민감한 종의 잡초 경쟁자 교체, 종 구성 및 생태계 기능의 변화, 암초 서식지 표면 복잡성의 일반적인 감소 등이 포함됩니다14,17,18.

TC의 역사적 중요성과 과거(지난 40년) 및 가까운 미래에 TC 강도의 증가가 예측되었음에도 불구하고, 최근 연구에서는 TC가 산호초에 미치는 영향이 미미하다고 보고했습니다. 예를 들어, Edmunds19는 2017년 세인트 존 미국령 버진 아일랜드 주변의 산호초를 강타한 두 개의 카테고리 5 허리케인이 살아있는 산호초에 큰 영향을 미치지 않았다는 사실을 발견했습니다. 반면, 초기 카테고리 5 허리케인인 벨리즈의 Hattie(1961년)15, 자메이카의 Allen(1980년)17 및 미국령 버진 아일랜드의 Hugo(1989)18의 영향에 대한 연구에서는 산호 공동체에 대한 치명적인 피해를 설명합니다. 이러한 발견은 산호 공동체가 폭풍 및 기타 교란에 대한 저항력이 더욱 강해지고 있음을 시사합니다. 그러나 산호 공동체에 대한 허리케인 영향 감소의 기본 메커니즘과 일반성은 알려져 있지 않으며, 특히 현대의 황폐화된 카리브해 암초에서는 알려져 있지 않습니다.

0 (i.e. variance > mean); Regular (under-dispersed): Ψ (Y) < 0 (i.e. variance < mean)./p> 10 years) between storm events. As previously mentioned, uncertainties exist in the buffer methods, particularly for capturing exposure to large/slow-moving or small/fast-moving storms, and therefore it’s possible some ‘control’ sites were actually impacted./p> 2 were removed from the model. Historical return time and the historical number of storms were collinear and had high VIF and for each model, whichever variable had the higher VIF was removed. In the resistance models for coral life history groups, storm distance was also removed due to high collinearity with wind speed and high VIF. Response variables had a non-normal distribution and included both zeros and negative values, so a cube-root transformed was performed prior to modeling. All continuous fixed effects were scaled prior to modeling. Model residuals were also evaluated to meet assumptions of normality and homoscedasticity. Models were run using the lme4 package93 in R. All analyses were conducted in R version 3.6.1./p>