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衛星數據使人們更加了解氣候變化對海帶的影響

2020/03/30 @國際

摘要

NASA和美國地質調查局共同執行Landsat計畫,而美國俄勒岡州立大學近期將此計畫之衛星數據應用於海帶監測與氣候變遷間的關聯性研究,適於冷水區域生長的海帶在俄勒岡沿海地區分布分為五個珊瑚礁群中,因氣候變遷影響,三個珊瑚礁的海帶種群正常,剩餘兩個則種群縮小,生物多樣性亦被影響。

衛星數據使人們更加了解氣候變化對海帶的影響

  近岸的海帶可提供魚類食物和庇護場地所並保護海岸線免受海浪破壞且對於生活在海岸線的居民很重要,如提供石斑魚、海膽漁業和海帶魚業的苗圃棲地。事實上,由於很難找到長達35年的海洋生物學數據,加上海上作業具高危險性和昂貴費用,如需要專業潛水員,因此利用其他領域的技術應用於海洋科學可了解氣候變遷如何影響人口及海帶生長,進而改進研究成果。

  Landsat計畫是NASA和美國地質調查局自1975年共同合作收集地球表面的數據,直至近期才應用於海帶監測。俄勒岡州立大學 (OSU) 的研究首次使用含有35年Landsat衛星數據,其顯著地擴大了有關氣候變化如何影響海帶的數據庫。海洋生物學家薩拉·漢密爾頓表示海帶基本上屬於適合於冷水的物種,因此氣候變遷對易導致全世界大部分海帶物種數量減少,此現象即可從北美太平洋海岸,特別是北加州地區觀察得到。在俄勒岡沿海地區,多數海帶生長於該州的南方1/3處,其中大部分分佈在五個不同的珊瑚礁中。根據多年的調查資料顯示,三個珊瑚礁海帶種群保持在正常水平,另一個珊瑚礁在過去15年其種群數量很低,最後一個則是在過去20年中已轉變成規模較小且多樣性較低的種群。從記載數十年的Landsat影像中可發現海帶像是在淺海中的具有冠層的森林,其冠層面積每年都可能發生很大變化,並且不同珊瑚礁間的長期海帶種群趨勢也不同。如在黃金海灘附近的Rogue暗礁顯示2018年海帶的數量較過去35年任何時候都要多。【延伸閱讀】遙測技術應用於玉米田的氮肥管理

  過去,針對多年生海帶—Macrocystis pyrifera的研究表明冬季巨浪對於其海藻種群有負面影響,然而,Landsat衛星影像發現令人驚訝的新發現: 一年生巨型海帶—Nereocystis luetkeana,也稱公牛海帶,他們約有30屬,雖然看起來像植物,但事實上其為與藻類有關的異藻,其中最引人注意的是夏季溫水及冬天巨浪對公牛海帶而言並非壞處,該研究發表於生態學期刊。然而,在2014年時,一場海洋熱浪促使紫海膽大量繁殖進而重創北加州海岸公牛海帶的數量,即使運用跨領域技術,尚未找出2014年後其他影響海帶種群損失的證據。因此,在人們獲得重要的基本環境資源時,也須了解資源是如何變化,以及這些變化是如何影響較為弱勢的人們,若改變一種物種或改變一個地理區域,將會出現一系列全新的因子並需要更多的研究佐證。

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