Gove J M, Williams G J, Lecky J, et al. Coral reefs benefit from reduced land–sea impacts under ocean warming[J]. Nature, 2023, 621(7979): 536-542.
珊瑚礁生态系统正受到局部人类活动和气候驱动的海洋热浪的根本性重构，这些热浪导致了大规模的珊瑚白化和死亡。
减少局部影响能够增强珊瑚礁对白化的抵抗力及其恢复能力。然而，资源管理者在应对气候变化的背景下，缺乏关于如何采取最佳措施以支持珊瑚礁的明确指导，并且基于部门的治理模式导致陆地和海洋管理的努力常常是割裂的。在这项研究中，我们结合了珊瑚礁变化调查和独特的
20年陆地-海洋人类影响时间序列
，其中包括夏威夷前所未有的海洋热浪。具有较多草食性鱼类种群和减少陆地影响（如废水污染和城市径流）的珊瑚礁，其珊瑚覆盖度的变化趋势较扰动前更加积极。这些珊瑚礁在遭遇严重热应激后，珊瑚死亡率的减少也明显高于那些鱼类种群减少且陆基影响增加的珊瑚礁。
情景建模
结果表明，陆地和海洋人类影响的同步减少，使得珊瑚礁在遭遇扰动后的四年内，保持高珊瑚建设者覆盖度的概率比单一措施增加了三到六倍。当前，国际社会正积极推动在2030年前保护全球30%的陆地和海洋生态系统。我们的研究结果表明，综合性的陆地-海洋管理有助于实现沿海海洋保护目标，并为珊瑚礁在气候变化的背景下持续存在提供最佳机会。
图 1.
夏威夷珊瑚礁的局部陆海人类影响和环境因素。
a, 夏威夷群岛的地理位置。b, 研究区域及其珊瑚礁调查，包括以下内容：珊瑚礁轨迹的扰动前（n = 23；图2），2015年海洋热浪对珊瑚的响应（n = 80；图3）以及扰动后四年的珊瑚礁（n = 55；图4）。c, 2000年至2019年间局部人类影响和环境因素的空间分布，高分辨率（100米）年数据（彩色线条）。y轴表示沿研究区域从北到南的海岸线距离（公里）。垂直条形表示沿海岸每100米段的时间变化（Δ）。时间变化分为高（H，Δ ≥ 50%）、中（M，0 > Δ < 50%）或无变化（NC，灰色），其中蓝色表示减少，红色表示增加。时间变化基于前五年（2000–2004）和最近五年（2015–2019）之间的平均差异，已考虑波浪暴露、降水和沉积物输入等因素的年度变动。由于空间限制，c中仅显示了部分因素。其他未显示的因素包括年降水量、浮游植物生物量、海洋温度（平均值和变异性）、热应激、辐射、渔具限制、深度和鱼类生物量指标。
图 2.
扰动珊瑚礁轨迹及相关局部陆海人类影响和环境因素。
a, 2003至2014年间调查珊瑚礁的珊瑚覆盖分布（n = 23）。b, 各珊瑚礁的珊瑚覆盖轨迹。如果2003年至2014年间珊瑚覆盖变化超过3%，则该珊瑚礁被认为是正轨迹（蓝色；n = 10）或负轨迹（红色；n = 8）。这一临界值是基于23个珊瑚礁在12年扰动前期的平均珊瑚覆盖范围（变化范围2.8%；最小值34.1%；最大值36.9%）。未显示珊瑚覆盖变化在±3%以内的珊瑚礁。c, 正轨迹和负轨迹珊瑚礁之间局部条件的差异（PERMANOVA，pseudo-F1,17 = 3.38，P = 0.001），沿单一多维轴可视化（捕捉数据的多维性和相关性，补充图2），使用主坐标典范分析（n = 与b相同）。正轨迹和负轨迹珊瑚礁的分配成功率分别为90%和87.5%（超过50%表示与随机结果相比具有更明显的条件差异）。d, 正负轨迹珊瑚礁之间局部人类影响和环境因素的平均差异（点），上限和下限条形表示正负轨迹珊瑚礁之间局部条件差异的最大和最小值（n = 与b相同）。蓝色和红色阴影区域表示在正轨迹和负轨迹珊瑚礁上较大的因素。零线表示相等值。
图3.
影响珊瑚对2015年海洋热浪响应的局部陆海人类影响和环境因素。
a, 1986至2019年间研究区域季节性高峰期（7月–12月）的历史海表温度（SST）；2015年海洋热浪以红色标示。b, 2015年最大的热应力指数（DHW）暴露，调查的珊瑚礁中所有珊瑚礁均超过了会导致严重广泛珊瑚白化和死亡的8个DHW阈值。c, 2014–2015年和2016年海洋热浪后一年调查珊瑚礁的珊瑚覆盖。插图显示了珊瑚覆盖变化的分布。d, GAMM结果（R² = 0.79），展示了关键因素对珊瑚对海洋热浪响应的影响。变化考虑了起始条件，定义为：百分比差异 = ((Aa,i − Ab,i)/Ab,i) × 100，其中Ab和Aa分别是2014或2015年和2016年各珊瑚礁的平均珊瑚覆盖值（方法和补充图4）。正负关系分别减少或增加珊瑚损失。阴影区域表示80%置信区间。最强的模型平均斜率因素已显示。总鱼类生物量和刮食者生物量在我们的模型中也是重要因素，但其斜率较弱（代表变化小于5%；扩展数据图4）。各因素在所有模型中的相对重要性（即，所有模型中包含每个因素的AICc模型权重之和）如下：沉积物输入（0.99）、刮食者生物量（0.99）、总鱼类生物量（0.90）、城市径流（0.60）、浮游植物生物量（0.38）、废水污染（0.28）、峰值降水（0.20）、营养物质负荷（0.19）、食草动物生物量（0.16）、DHW（0.08）、波浪能（0.07）、深度（0.06）和渔具限制（0.05）。
