《Regional Studies in Marine Science》：Impacts of climate change and local stressors on the coral community structure off the eastern coast of Pakistan
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珊瑚白化与全球变暖及环境污染物对巴基斯坦东部海岸珊瑚群落的影响研究。2019年首次发现入侵藻类Valonia导致部分白化，2020年海水温度达18°C周引发严重白化，营养盐超标加剧退化。建议通过生态旅游立法、多方协作、人工礁石建设及提升公众意识等措施保护珊瑚礁。
阿姆贾德·阿里（Amjad Ali）| 阿兹卡·拉菲克·马利克（Azka Rafiq Malik）| 纳维德·艾哈迈德（Naveed Ahmad）| 古拉布·赛义德（Gulab Said）| 齐尔菲卡尔·阿里·米拉尼（Zulfiqar Ali Mirani）| 塞玛（Seema）| 肖菲克（Shafique）| 哈比布拉·哈桑（Habibul Hassan）| 阿蒂克·拉赫曼·库哈罗（Ateeque Rahman Khooharo）| 法伊兹·穆罕默德（Faiz Muhammad）
巴基斯坦卡拉奇大学海洋生物学卓越中心，卡拉奇75270
摘要
近几十年来，全球气温的上升导致了海洋生物在全球和地区范围内的死亡。鉴于此，本研究旨在探讨全球变暖和环境污染对巴基斯坦东海岸珊瑚群落结构的影响。2019年，由于入侵性海藻（Valonia属物种）的大规模生长，观察到了部分珊瑚白化现象；2020年则出现了严重的珊瑚白化。Valonia属物种通过在其表面生长并遮挡光线，显著导致了珊瑚栖息地的退化。严重的珊瑚白化可能与海表温度的升高有关。2020年该地区的海表温度达到了18°C/周，足以引发Porites珊瑚的白化。在8°C/周的温度下，珊瑚部分恢复，这表明超过8°C/周的温度可能引发更严重的白化。同时，海水中的营养物质浓度也高于推荐水平。白化现象在较浅的水域和低波浪能量的区域更为严重。显然，珊瑚群落正受到多种压力因素的影响（如全球变暖、船只错误抛锚、刺鱼捕鱼、营养污染以及将珊瑚作为装饰品的采集）。未来的保护工作应重点关注沿海生态旅游法规的制定与实施，加强潜在利益相关者（政府机构、工业界、执法部门、旅游运营商、当地沿海社区和学术界）之间的合作，通过电子、社交媒体和印刷媒体提高公众意识，加强海洋科学领域的能力建设，定期监测，并通过建立有效的海洋保护区来促进野生鱼类（尤其是鹦嘴鱼）的数量增长，从而减少藻类对珊瑚的竞争。工业界可以通过改进废物管理系统、推广教育和支持海洋生物学研究来发挥关键作用。有必要优先保护丘尔纳岛（Churna Island）北部受保护的海域。此外，建议在较深的海域开发人工礁石，以减轻气候变化的影响、保护生物多样性并促进沿海生态旅游。然而，为了避免入侵，人工结构应设置在距离现有珊瑚礁适当的位置。此外，还需要进行详细研究并定期监测，以了解不同压力因素之间的相互作用机制，并确定导致珊瑚白化的温度阈值。
引言
珊瑚是多样的海洋生态系统，提供了多种生态服务（Hicks和Cinner，2014年）。它们是基于自然的生态旅游的重要资源，每年为全球经济贡献约360亿美元（Spalding等人，2017年）。此外，珊瑚还为大量人口提供食物（Foale等人，2013年；Cabral和Geronimo，2018年），是重要的休闲场所，并能保护海岸线免受风暴和侵蚀的侵袭（Brander等人，2007年；Reguero等人，2018年）。珊瑚还是许多生物的繁殖和觅食场所（Paulay，1997年；Reaka-Kudla，1997年）。
尽管珊瑚有许多益处，但珊瑚礁系统正面临严峻挑战，例如海洋酸化（Kleypas和Yates，2009年；Mollica等人，2018年）、气候变化（Bleuel等人，2021年）、疾病、珊瑚白化、过度捕捞、污染、捕食者以及入侵物种（Goldberg和Wilkinson，2004年；Wear，2016年）。其中，珊瑚白化被认为是对珊瑚礁的主要威胁（Baird等人，2009年；Grottoli等人，2021年）。虽然导致珊瑚白化的因素有很多，但全球变暖是主要原因（Kushmaro等人，1996年；Meehan和Ostrander，1997年；Hoegh-Guldberg，1999年；Brown，2000年；Bleuel等人，2021年）。珊瑚白化本质上是珊瑚与虫黄藻（zooxanthellae）共生关系的破坏（Boilard等人，2020年）。虫黄藻通过光合作用增加珊瑚的钙化速率并为其提供能量（Muscatine和Porter，1977年）。温度压力会降低珊瑚抵抗病原体的能力，从而增加疾病发生率。温度压力还会影响光合作用，产生氧自由基，改变虫黄藻和珊瑚的免疫调节分子（Lesser，2006年；Ward等人，2007年；Roach等人，2021年）。
近几十年来，由于气候变化，全球海洋中出现了海洋热浪，导致大量海洋生物死亡（Hobday等人，2016年；Garrabou等人，2022年）。2014-2017年间，发生了严重的珊瑚白化事件，导致珊瑚礁结构恶化，珊瑚在全球和局部范围内大量死亡（Oliver等人，2018年；Eakin等人，2019年；Reimer等人，2024年）。阿拉伯海的不同地区也报告了珊瑚白化现象，例如卡奇湾（Arora等人，2019年；Arora等人，2021年）、阿曼（Mansour，2020年）、阿拉伯/佩西亚湾（Burt等人，2019年；Paparella等人，2019年；Burt和Bauman，2020年；Kavousi等人，2021年）以及红海（Furby等人，2013年；Monroe等人，2018年；Osman等人，2018年；DeCarlo，2020年）。
巴基斯坦位于阿拉伯海的北部。卡拉奇附近的沿海水域污染严重，主要污染源是马利尔河（Malir River）和利亚里河（Lyari River）。每天产生的废水约为4.72亿加仑，其中只有5500万加仑经过处理。这些通过家庭和工业源排放的污染物对海洋生态系统造成了严重影响（Nergis等人，2021年）。卡拉奇海岸的水下栖息地主要由大型藻类占据（Ali等人，2017a；Ali等人，2019年），而在向西较远的地方，丘尔纳岛（Churna Island）附近发现了珊瑚（Ali等人，2014年；Ali等人，2020年）。总体而言，巴基斯坦的海洋科学研究仍处于初级阶段，主要集中在潮间带区域。由于缺乏技术人才，巴基斯坦沿海的珊瑚群落研究较为匮乏。鉴于地区性和全球性的珊瑚白化事件以及污染水平的增加，本研究旨在探讨全球变暖和环境污染对巴基斯坦东海岸珊瑚群落结构的影响。
研究地点
研究地点
本研究的选择地点包括丘尔纳岛（Churna Island，CI）和穆巴拉克村（Mubarak Village，MV）。这些地点的选择基于先前的研究（Ali等人，2014年；Ali等人，2020年），因为这些地方拥有丰富的珊瑚物种和一定程度的原珊瑚礁形成，尤其是在丘尔纳岛。该岛位于北纬24°53′，东经66°36′，距离穆巴拉克村约6公里。这是一座无人居住的小岛，长约1.2公里，宽约0.5公里。
珊瑚群落
在研究过程中，我们在六个潜水地点观察到了14种硬珊瑚，属于4个科和7个属，其中丘尔纳岛（特别是潜水地点2和1）的珊瑚多样性最高。Porites anne是最丰富的物种，其次是Porites cf. densa和Porites lobata。总体而言，Porites占据了珊瑚群落的主导地位，而Faviids和其他一些属的珊瑚则较为罕见（表2）。岛上约85%的面积被Porites物种覆盖。
讨论
巴基斯坦的珊瑚群落，尤其是信德省（Sindh）的珊瑚，似乎受到了多种压力因素的影响，例如人类活动、富含营养的水体以及全球变暖。巴基斯坦沿海水域中的营养物质浓度高于珊瑚所需的水平，例如亚硝酸盐：0.1–0.5 μM，铵：0.2–0.5 μM，磷：低于0.3 μM（Furans，1991年）。在这些营养物质中，硝酸盐的吸收会增加珊瑚的氧化应激，促进光合共生体的生长，从而导致...
结论
巴基斯坦的珊瑚群落受到了多种压力因素的影响，其中全球变暖、环境污染、公众意识的缺乏以及人类活动是主要因素。这些压力因素相互作用，导致珊瑚礁系统的衰退。保护策略应集中在改善水质、加强潜在利益相关者之间的协调、提高海洋科学领域的能力建设以及提高公众意识等方面。
未引用的参考文献
(Falkowski等人，1984年；Ferrier-Pagès等人，2000年；Kavousi等人，2021年；Liu等人，2014年；Rosenberg和Ben-Haim，2002年；Taguchi和Kinzie III，2001年)
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
第一作者感谢卡拉奇大学海洋生物学卓越中心的主任提供的支持。同时，第一作者也非常感谢卡拉奇达伍德工程技术大学基础科学与数学系的Bulbul Jan博士在统计分析方面提供的帮助。
利益冲突声明
作者声明他们没有财务或非财务上的利益冲突。
