大堡礁鱼类物种翻天覆地：过去25年物种更替加剧，变化范围逾30%

摘要：大堡礁是世界上最大、最著名的珊瑚礁之一，拥有丰富的海洋生物，扮演着全球生态系统中至关重要的角色。不过，随着气候变化和人类活动的加剧，科学家们发现大堡礁的生态系统正在发生前所未有的变化。这些变化不仅仅体现在珊瑚的数量上，还体现在珊瑚和鱼类之间的关系上，以及整个生

本文来源于“海洋与湿地”（OceanWetlands）：

文 | 王海诗（Amphitrite Wong）

本文约2500字，阅读约5分钟

大堡礁是世界上最大、最著名的珊瑚礁之一，拥有丰富的海洋生物，扮演着全球生态系统中至关重要的角色。不过，随着气候变化和人类活动的加剧，科学家们发现大堡礁的生态系统正在发生前所未有的变化。这些变化不仅仅体现在珊瑚的数量上，还体现在珊瑚和鱼类之间的关系上，以及整个生态系统的运作方式上。

“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到，2025年1月13日，科学家们发表在《自然通讯》上的一项最新研究，发现大堡礁的鱼类种群发生了显著变化。研究发现，从1995年到2022年，大堡礁的鱼类群落和珊瑚之间的关系发生了显著变化，而且，鱼类的多样性也在不断波动。

从天空俯瞰大堡礁。©绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）

这项研究的最大亮点在于，它提出了一个挑战传统观点的结论：鱼类多样性的变化更多地与珊瑚种类的变化有关，而不仅仅是与珊瑚覆盖面积的变化有关。过去的观点普遍认为，珊瑚的覆盖面积越大，鱼类的多样性就越高。但这个新的研究表明，珊瑚种类的多样性对鱼类多样性有着更为重要的影响。这一发现，不仅改变了我们对大堡礁生态系统的理解，还为未来珊瑚礁的保护提供了新的思路。

为了进行这项研究，科学家们利用了澳大利亚海洋科学研究所的长期监测数据，分析了1995~2022年期间（25年）大堡礁鱼类的多样性变化。

他们发现，鱼类物种的丰富度确实遵循了纬度多样性梯度规律（即，离赤道越近，鱼类物种越多），但是，这种规律在时间和空间上都发生了显著的变化。

具体来说，在过去几年中，大堡礁低纬度地区的鱼类物种数量下降了，而高纬度地区的物种数量则有所增加。这种变化不仅仅是气候变化引起的，还与珊瑚种类组成的变化密切相关。

更重要的是，研究还发现，鱼类物种的更替速度在加快。大堡礁的鱼类群落一直在变化，新的物种不断取代旧的物种。这表明，气候变化和其他环境压力正在加剧，导致鱼类群落发生变化。而且，这种变化似乎不会在短期内恢复，反而表现出越来越强的波动性和不稳定性。

在这项研究中，科学家们还发现，鱼类的功能性群体（比如食草性鱼类、食浮游生物的鱼类等）在群落中的分布发生了显著变化。在大堡礁北部地区，食草性鱼类和食浮游生物的鱼类数量减少了，而在南部地区，这些鱼类的数量却有所增加。这一变化与珊瑚种类的变化紧密相关，而与珊瑚覆盖面积的波动关系则较弱。

【该研究的一些发现+讨论】

- 近年来气候变化和人类活动加剧，导致大堡礁（GBR）鱼类多样性格局不稳定，物种丰富度和差异性（β多样性）发生显著变化。

- 1995~2022年间，低纬度地区鱼类物种丰富度下降，高纬度地区物种丰富度的变异性增大。鱼类物种差异性增加，且这种变化没有恢复的迹象。

- 鱼类群落的物种组成变化较为显著，主要表现为物种的替代，而非单纯的物种丧失。这种变化主要受到生产力、资源可获得性和气候变化等因素的影响。

- 鱼类多样性的变化与珊瑚群落组成的变化关系更为紧密，而与珊瑚覆盖度的关系较弱。珊瑚物种组成变化对鱼类群落结构产生了异质性影响。

- 风暴和棘冠海星等扰动事件导致大堡礁不同区域的珊瑚和鱼类群落发生波动。珊瑚的恢复可能掩盖了珊瑚物种组成的变化，从而影响鱼类群落。

- 尽管气候变化和极端天气事件频发，大堡礁部分区域表现出一定的恢复力，珊瑚覆盖度回升，但这种恢复未必能恢复到完整的生态功能和复杂度。

- 传统生物多样性理论的局限性：随着人类活动的不断增加，传统的生物多样性理论面临挑战，必须重新审视生态系统变化和宏观生态格局的形成机制。

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上图：澳大利亚昆士兰州大堡礁迈克尔玛斯礁的大砗磲（Tridacna gigas）。摄影：Charles J. Sharp （CC-BY-4.0）图文无关

那么，为什么会出现这些变化呢？

科学家们给出了一些可能的解释：气候变化和人类活动的影响正在扰乱珊瑚的生态功能。

珊瑚作为海洋生态系统中的“生态工程师”，它的种类组成和生态功能直接影响到珊瑚礁的结构，而这个结构，又决定了鱼类等海洋生物的栖息环境、以及食物来源。所以，当珊瑚的种类发生变化时，珊瑚礁的结构也发生变化，进而影响到鱼类群落。

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除了鱼类，这项研究还发现，大堡礁的珊瑚覆盖面积也发生了明显变化。1995年~2000年期间，珊瑚覆盖面积达到了最高点，但是，随着气候变化引发的极端天气事件增多，珊瑚的覆盖面积逐渐下降，到2011年、2015年达到了最低点。虽然在近几年珊瑚覆盖面积有所回升，但依然没有恢复到最初的水平。这一变化再次证明，珊瑚的恢复不仅仅体现在面积上，珊瑚的种类和它的生态功能同样非常重要。

1996年，在南澳大利亚的海王星群岛，近距离地记录了一只大白鲨（Great white shark）。摄影：王敏幹（John MK Wong）©绿会融媒·“海洋与湿地”（图文无关）

科学家们通过这项研究，得出了几个关键结论。

第一，气候变化对大堡礁生态系统的影响是深远的，它不仅改变了珊瑚的分布和种类，还通过改变珊瑚的结构，影响了鱼类等生物。第二，珊瑚的种类组成比珊瑚的覆盖面积更能反映生态系统的健康状况。这意味着，在评估珊瑚礁健康时，不能单纯依赖珊瑚的覆盖面积，必须更加关注珊瑚种类和生态功能的多样性。最后，鱼类群落的变化也表现出强烈的不稳定性，这种变化可能是由于气候变化和人类活动所带来的长期扰动，预计这种影响还将持续，并可能引发更多复杂的生态后果。

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可以说，这项研究为我们提供了关于大堡礁生态系统变化的一个全新视角——传统的生物多样性理论在当今人类主导的世界中已不再完全适用，必须重新审视以应对快速变化的生态系统。因此，未来在保护珊瑚礁时，不能仅仅关注珊瑚的数量和覆盖面积，而应该更多关注珊瑚种类的保护和恢复。此外，还得重视气候变化和人类活动对海洋生态系统的影响。感兴趣的“海洋与湿地”（OceanWetlands）读者可以参看全文：

F. Javier González-Barrios et al, Emergent patterns of reef fish diversity correlate with coral assemblage shifts along the Great Barrier Reef, Nature Communications (2025).
DOI: 10.1038/s41467-024-55128-7.
www.nature.com/articles/s41467-024-55128-7

海洋与湿地

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资讯源 | Nature Communications
文 | 王海诗（Amphitrite Wong）

编辑 | Linda Wong

排版 | 绿叶