<p>珊瑚礁保護是保護海洋生物多樣性和海洋生物的跳板，正如我們所知。珊瑚的健康也具有巨大的社會影響：珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)為世界各地數(shù)百萬人提供了生計和生計。保護珊瑚礁地區(qū)的生物多樣性既是一個社會問題，也是海洋生物多樣性的優(yōu)先事項。</p> <p>&nbsp;</p> <p>面對氣候變化， 安娜麗莎&middot;布拉科，教授地球與大氣科學學院佐治亞理工學院（Georgia Institute of Technology）和博士后研究員呂巴&middot;諾維（Lyuba Novi）提供了一種新的方法，可以徹底改變環(huán)保主義者監(jiān)測珊瑚的方式。研究人員應用機器學習工具研究氣候如何影響太平洋珊瑚三角洲的連通性和生物多樣性，珊瑚三角洲是地球上生物多樣性最豐富、最復雜的海洋生態(tài)系統(tǒng)。他們的研究，最近發(fā)表于自然通信生物學，克服了時間和資源障礙，將珊瑚三角洲的生物多樣性聯(lián)系起來，同時為未來更好的監(jiān)測和保護提供了希望。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Bracco說：&ldquo;我們看到珊瑚三角洲的生物多樣性具有令人難以置信的活力。&rdquo;。&ldquo;很長一段時間以來，人們一直認為這是由于海平面變化和陸地的分布造成的，但我們現(xiàn)在開始明白，還有更多的原因。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>連通性是指允許不同生態(tài)系統(tǒng)交換遺傳物質（如卵、幼蟲或幼體）的條件。洋流傳播遺傳物質，并創(chuàng)造出允許水體（進而是生態(tài)系統(tǒng)）保持一致的化學、生物和物理特性的動力。如果珊瑚幼蟲傳播到一個條件與原始位置非常相似的生態(tài)區(qū)，這些幼蟲就可以形成新的珊瑚。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Bracco想了解氣候，特別是處于厄爾尼諾、拉尼娜和中性狀態(tài)的厄爾尼奧南方濤動（ENSO）如何影響珊瑚三角的連通性。轉移太平洋大量溫水的氣候事件帶來了巨大的變化，眾所周知，這些氣候事件加劇了珊瑚白化，珊瑚因環(huán)境壓力而變白，容易感染疾病。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;生物學家收集數(shù)據(jù)就地這是非常重要的。&rdquo;Bracco說。&ldquo;但不可能監(jiān)測巨大的區(qū)域就地多年來，這將需要潛水員的持續(xù)存在。</p> <p>&nbsp;</p> <p>因此，弄清楚不同的海洋區(qū)域和大型海洋生態(tài)系統(tǒng)是如何隨著時間的推移而聯(lián)系在一起的，特別是在基礎物種方面，就變得非常重要。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p><span class="h1"><strong>發(fā)現(xiàn)連接性的機器學習</strong></span></p> <p>&nbsp;</p> <p>幾年前，Bracco和合作者開發(fā)了一個工具Delta Maps，它使用機器學習來識別共享相同動態(tài)的任何類型系統(tǒng)中的&ldquo;域&rdquo;或區(qū)域。Bracco最初使用它來分析模型中的氣候變化領域，但也懷疑它可以用于研究海洋生態(tài)區(qū)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>在這項研究中，他們使用該工具，利用30年的海面溫度數(shù)據(jù)繪制出珊瑚三角洲的連通域。海洋表面溫度會隨著海流的變化而變化，變化周期為數(shù)周或數(shù)月，距離為數(shù)十公里。這些變化與珊瑚的連接性有關，因此研究人員基于這一觀察結果構建了他們的機器學習工具，使用表層海洋溫度的變化來識別由洋流連接的區(qū)域。他們還將正在考慮的時間段分為三類：厄爾尼諾事件、拉尼娜事件和中性或&ldquo;正常&rdquo;時間，描繪了在特定生態(tài)區(qū)的重大氣候事件期間連通性如何受到影響的畫面。</p> <p>&nbsp;</p> <p>諾維隨后對他們確定的不同生態(tài)區(qū)域應用了一個排名系統(tǒng)。她使用排名頁面中心性（rank page centrality），這是一種機器學習工具，用于在三角洲地圖上對互聯(lián)網(wǎng)上的網(wǎng)頁進行排名，以確定哪些珊瑚生態(tài)區(qū)連接最緊密，能夠接收來自其他地區(qū)的最多珊瑚幼蟲。這些地區(qū)最有可能在漂白事件中生存下來。</p> <p>&nbsp;</p> <p>氣候動力學和生物多樣性</p> <p>&nbsp;</p> <p>Bracco和Novi發(fā)現(xiàn)，氣候動態(tài)對生物多樣性做出了貢獻，因為氣候將變化引入赤道太平洋洋流的方式。研究人員意識到，厄爾尼諾和拉尼娜事件的交替使得印度洋和太平洋之間發(fā)生了巨大的基因交流，并使生態(tài)系統(tǒng)能夠在各種不同的氣候條件下生存下來。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Bracco說：&ldquo;在所有ENSO階段，生態(tài)區(qū)域之間從來沒有相同的聯(lián)系。&rdquo;。&ldquo;在世界海洋的其他地方，珊瑚礁是通過固定的、通常是少量的生態(tài)區(qū)連接起來的，如果你通過漂白所有相連的珊瑚礁來消除這一固定數(shù)量的連接，你將無法重建其中任何一個珊瑚礁中的珊瑚。但在太平洋，連接一直在變化，而且非常動態(tài)足夠長的時間后，漂白的珊瑚礁將在不同的ENSO階段接收來自完全不同生態(tài)區(qū)的幼蟲。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>他們還得出結論，由于珊瑚三角的動態(tài)氣候成分，那里比地球上任何其他地方都更有可能重建生物多樣性。珊瑚三角洲生物多樣性的演變不僅與陸地或海平面有關，還與ENSO在地質時期的演變有關。研究人員發(fā)現(xiàn)，盡管ENSO會導致珊瑚白化，但它也幫助珊瑚三角洲擁有豐富的生物多樣性。</p> <p>&nbsp;</p> <p><span class="h1"><strong>更好的監(jiān)控機會</strong></span></p> <p>&nbsp;</p> <p>由于珊瑚礁生存已被聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標指定為優(yōu)先事項，Bracco和Novi的研究有望得到廣泛應用。研究人員的方法確定了環(huán)境保護者應該最努力保護的生態(tài)區(qū)域，以及環(huán)境保護師預計在保護措施方面最幸運的區(qū)域。他們的方法也有助于確定哪些區(qū)域應該受到更多的監(jiān)測，哪些區(qū)域由于目前的發(fā)展方式而可能被視為較低的優(yōu)先事項。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Bracco說：&ldquo;這項研究為更好的監(jiān)測策略提供了很多可能性，特別是在資源和資金有限的情況下如何監(jiān)測。&rdquo;。&ldquo;到目前為止，珊瑚監(jiān)測經(jīng)常發(fā)生在團體資金有限的情況下，以應用于一個非常具體的局部區(qū)域。我們希望我們的方法可以用于在更大的時間和空間范圍內創(chuàng)建更好的監(jiān)測。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學態(tài)度觀點。</p> </blockquote>