滑铁卢大学的一组研究人员正在使用数学模型来帮助确定拯救珊瑚礁免受气候变化影响的最佳策略。作为生物多样性的避风港，珊瑚礁是世界上最重要的生态系统之一，也是最容易受到气候变化影响的生态系统之一。虽然世界上的珊瑚礁面临着众多交叉威胁，但滑铁卢团队专注于预测棘冠海星 (CoT) 的爆发。

“它们身上布满了有毒的尖刺，所以它们没有很多天敌，”最近获得博士学位的拉塞尔·米尔恩(Russell Milne)说。应用数学研究生，该研究的通讯作者。“它们还通过将幼虫分散到开阔水域来繁殖——因此，如果某个地区爆发海星，整个珊瑚礁都会受到影响。”

CoT 海星是无脊椎动物，它们以惊人的速度吃珊瑚。大规模爆发可以在短短一个月内摧毁珊瑚礁。科学家们注意到，由于工业发展和海洋温度变暖，过去三十年来 CoT 爆发急剧增加。

CoT 海星爆发的最大因素之一是营养负荷——海洋中污水和工业径流的增加，进而导致 CoT 幼虫赖以生存的微生物丰收。影响疫情爆发的另一个因素是过度捕捞。如果周围的草食性鱼类较少，这些鱼类所吃的快速生长的水生植物可能会扩展到珊瑚爆发前占据的区域。这使得珊瑚更难重新生长。

然而，大多数 CoT 海星研究都集中在澳大利亚的大堡礁。Milne 的团队有兴趣预测 CoT 爆发可能如何影响世界上具有不同资源和优先事项的地区的其他重要珊瑚礁。

他们重点关注两个快速发展的城市附近的珊瑚礁：菲律宾宿务市和沙特阿拉伯吉达。然后，他们建立了一个称为元群落模型的数学模型，该模型包含了珊瑚礁上许多位置不同物种的种群水平。他们使用这个模型来模拟这些地区捕捞压力和营养负荷的增加可能如何引发 CoT 海星爆发。

他们的模型还帮助他们预测特定干预措施(例如限制径流或手动清除部分珊瑚礁中的海星)对珊瑚礁整体健康的影响。

“这项研究证明了珊瑚礁管理长期规划的重要性，”米尔恩说。“当我们应对气候变化时，我们必须考虑环境压力因素如何以意想不到的方式相互作用。”

这项研究“在人为压力因素相互作用的威胁下，为珊瑚礁上的棘冠海星爆发做好准备和管理”，发表在《生态模型》杂志上。

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