Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự suy giảm nhanh chóng và phục hồi theo thập kỷ của san hô và cá bướm Chaetodon trên các rạn san hô ở Philippines
Tóm tắt
Sự rối loạn môi trường đối với môi trường sống đáy trên các rạn san hô có thể ảnh hưởng đến quần xã cá, với những chuyên gia dinh dưỡng như cá bướm ăn san hô Chaetodon đặc biệt nhạy cảm với sự suy giảm phủ san hô cứng. Tuy nhiên, sự suy giảm mật độ của cá bướm ăn san hô Chaetodon do sự suy giảm phủ san hô cứng thường được ghi nhận cho các rối loạn môi trường riêng lẻ, thường có sự định lượng hạn chế về quá trình phục hồi sau rối loạn. Ở đây, chúng tôi đã ghi lại tác động của việc mất và phục hồi san hô cứng lên quần xã Chaetodon trong 31 năm tại bốn địa điểm ở Philippines. Trong "thí nghiệm tự nhiên" dài hạn này, chúng tôi đã ghi nhận năm sự kiện rối loạn môi trường (hai cơn bão, hai sự kiện tẩy trắng san hô hàng loạt, và một giai đoạn đánh bắt phá hoại) làm giảm phủ san hô cứng sống có nhánh trung bình 61% và mật độ cá bướm ăn san hô giảm 47%, với thời gian suy giảm trung bình là 2 năm. Trung bình, các sự kiện rối loạn này dẫn đến sự giảm 8% hàng năm trong phủ san hô tuyệt đối. Chúng tôi cũng đã theo dõi năm giai đoạn phục hồi san hô cứng và cá bướm, với sự gia tăng trung bình 202% trong phủ san hô có nhánh trong 11 năm, và sự gia tăng 196% trong mật độ cá bướm ăn san hô trong 12 năm. Trung bình, các giai đoạn phục hồi này có tỷ lệ gia tăng hàng năm 2,4% trong phủ san hô tuyệt đối. Mật độ của cá bướm không bị ảnh hưởng đáng kể bởi sự bảo vệ của khu bảo tồn biển, do đó, sự thay đổi mật độ cá bướm có khả năng bị tác động bởi sự thay đổi trong môi trường sống đáy. Cấu trúc quần xã của Chaetodon tại mỗi địa điểm là khác biệt và giữ được tính nhất quán đáng kể trong suốt 31 năm, mặc dù có sự suy giảm và phục hồi đáng kể của phủ san hô. Sự khác biệt trong tỷ lệ suy giảm và phục hồi của cá bướm đặt ra mối lo ngại cho sự tồn tại của nhóm sinh vật biểu tượng này trong bối cảnh tần suất và cường độ rối loạn môi trường đối với các rạn san hô ngày càng tăng.
Từ khóa
#san hô #cá bướm Chaetodon #phục hồi sinh thái #rạn san hô #sự kiện rối loạn môi trườngTài liệu tham khảo
Adjeroud M, Michonneau F, Edmunds PJ, Chancerelle Y, Loma TL, Penin L, Thibaut L, Vidal-Dupiol J, Salvat B, Galzin R (2009) Recurrent disturbances, recovery trajectories, and resilience of coral assemblages on a South Central Pacific reef. Coral Reefs 28:775–780. doi:10.1007/s00338-009-0515-7
Alcala AC, Russ GR (2006) No-take marine reserves and reef fisheries management in the Philippines: a new people power revolution. Ambio 35(5):245–254
Anderson M, Gorley R, Clarke K (2008) PERMANOVA + for PRIMER: guide to software and statistical methods. PRIMER-E, Plymouth
Babcock RC, Shears NT, Alcala AC, Barrett NS, Edgar GJ, Lafferty KD, McClanahan TR, Russ GR (2010) Decadal trends in marine reserves reveal differential rates of change in direct and indirect effects. Proc Natl Acad Sci USA 107:18256–18261. doi:10.1073/pnas.0908012107
Barton K (2015) Package 'MuMIn': Multi-model inference. Version 1.15.1. Published July 3, 2015. Repository: CRAN
Bell J, Harmelin-Vivien M, Galzin R (1985) Large scale spatial variation in abundance of butterflyfishes (Chaetodontidae) on Polynesian reefs. In: Proc 5th Int Coral Reef Symp, pp 421–426
Berumen M, Pratchett M (2006) Recovery without resilience: persistent disturbance and long-term shifts in the structure of fish and coral communities at Tiahura Reef, Moorea. Coral Reefs 25:647–653. doi:10.1007/s00338-006-0145-2
Berumen ML, Pratchett MS, McCormick MI (2005) Within-reef differences in diet and body condition of coral-feeding butterflyfishes (Chaetodontidae). Mar Ecol Prog Ser 287:217–227. doi:10.3354/meps287217
Berumen ML, Trip EDL, Pratchett MS, Choat JH (2012) Differences in demographic traits of four butterflyfish species between two reefs of the Great Barrier Reef separated by 1200 km. Coral Reefs 31:169–177. doi:10.1007/s00338-011-0838-z
Bozec YM, Doledec S, Kulbicki M (2005) An analysis of fish-habitat associations on disturbed coral reefs: chaetodontid fishes in New Caledonia. J Fish Biol 66:966–982. doi:10.1111/j.1095-8649.2005.00652.x
Burke L, Reytar K, Spalding M, Perry A (2012) Reefs at risk revisited in the coral triangle. World Resources Institute, Washington
Burnham KP, Anderson DR (2002) Model selection and multimodel inference: a practical information-theoretic approach. Springer, New York, p 488
Buston PM, Jones GP, Planes S, Thorrold SR (2012) Probability of successful larval dispersal declines fivefold over 1 km in a coral reef fish. Proc R Soc B Biol Sci 279:1883–1888. doi:10.1098/rspb.2011.2041
Cheal AJ, Wilson SK, Emslie MJ, Dolman AM, Sweatman H (2008) Responses of reef fish communities to coral declines on the Great Barrier Reef. Mar Ecol Prog Ser 372:211–223. doi:10.3354/meps07708
Clarke K, Gorley R, Somerfield P, Warwick R (2014) Change in marine communities: an approach to statistical analysis and interpretation. PRIMER-E, Plymouth
Cole AJ, Pratchett MS, Jones GP (2008) Diversity and functional importance of coral-feeding fishes on tropical coral reefs. Fish Fish 9:286–307. doi:10.1111/j.1467-2979.2008.00290.x
Elith J, Leathwick JR, Hastie T (2008) A working guide to boosted regression trees. J Animal Ecol 77:802–813. doi:10.1111/j.1365-2656.2008.01390.x
Emanuel K (2005) Increasing destructiveness of tropical cyclones over the past 30 years. Nature 436:686–688. doi:10.1038/nature03906
Emslie M, Cheal A, Sweatman H, Delean S (2008) Recovery from disturbance of coral and reef fish communities on the Great Barrier Reef, Australia. Mar Ecol Prog Ser 371:177–190. doi:10.3354/meps07657
Emslie MJ, Pratchett MS, Cheal AJ (2011) Effects of different disturbance types on butterflyfish communities of Australia’s Great Barrier Reef. Coral Reefs 30:461–471. doi:10.1007/s00338-011-0730-x
Fox HE, Caldwell RL (2006) Recovery from blast fishing on coral reefs: a tale of two scales. Ecol Appl 16:1631–1635. doi:10.1890/1051-0761(2006)016[1631:RFBFOC]2.0.CO;2
Graham NAJ, Wilson SK, Pratchett MS, Polunin NVC, Spalding MD (2009) Coral mortality versus structural collapse as drivers of corallivorous butterflyfish decline. Biodivers Conserv 18:3325–3336. doi:10.1007/s10531-009-9633-3
Graham NAJ, Nash KL, Kool JT (2011) Coral reef recovery dynamics in a changing world. Coral Reefs 30:283–294. doi:10.1007/s00338-010-0717-z
Graham NAJ, Jennings S, MacNeil MA, Mouillot D, Wilson SK (2015) Predicting climate-driven regime shifts versus rebound potential in coral reefs. Nature 518:94–97. doi:10.1038/nature14140
Halford A, Cheal AJ, Ryan D, Williams DM (2004) Resilience to large-scale disturbance in coral and fish assemblages on the Great Barrier Reef. Ecology 85:1892–1905. doi:10.1890/03-4017
Harmelin-Vivien M (1989) Implications of feeding specialization on the recruitment processes and community structure of butterflyfishes. Environ Biol Fishes 25:101–110. doi:10.1007/bf00002204
Harmelin-Vivien ML, Bouchon-Navaro Y (1983) Feeding diets and significance of coral feeding among Chaetodontid fishes in Moorea (French Polynesia). Coral Reefs 2:119–127. doi:10.1007/bf02395282
Hughes TP, Graham NAJ, Jackson JBC, Mumby PJ, Steneck RS (2010) Rising to the challenge of sustaining coral reef resilience. Trends Ecol Evolut 25:633–642. doi:10.1016/j.tree.2010.07.011
Jones GP, McCormick MI, Srinivasan M, Eagle JV (2004) Coral decline threatens fish biodiversity in marine reserves. Proc Natl Acad Sci USA 101:8251–8253
Jones G, Almany GR, Russ GR, Sale P, Steneck R, van Oppen M, Willis BL (2009) Larval retention and connectivity among populations of corals and reef fishes: history, advances and challenges. Coral Reefs 28:307–325. doi:10.1007/s00338-009-0469-9
Knutson TR, McBride JL, Chan J, Emanuel K, Holland G, Landsea C, Held I, Kossin JP, Srivastava AK, Sugi M (2010) Tropical cyclones and climate change. Nat Geosci 3:157–163. doi:10.1038/ngeo779
Kulbicki M, Bozec YM (2005) The use of butterflyfish (Chaetodontidae) species richness as a proxy of total species richness of reef fish assemblages in the Western and Central Pacific. Aquat Conserv Mar Freshw Ecosyst 15:S127–S141. doi:10.1002/aqc.692
Lamy T, Galzin R, Kulbicki M, Claudet J (2015) Three decades of recurrent declines and recoveries in corals belie ongoing change in fish assemblages. Coral Reefs. doi:10.1007/s00338-015-1371-2
Lawton RJ, Cole AJ, Berumen ML, Pratchett MS (2012) Geographic variation in resource use by specialist versus generalist butterflyfishes. Ecography 35:566–576. doi:10.1111/j.1600-0587.2011.07326.x
Lawton RJ, Pratchett MS, Delbeek JC (2013) Harvesting of butterflyfishes for aquarium and artisanal fisheries. In: Pratchett MS, Berumen ML, Kapoor BG (eds) Biology of butterflyfishes. CRC Press, Boca Raton, p 362
Leahy SM, Russ GR, Abesamis RA (2015) Primacy of bottom-up effects on a butterflyfish assemblage. Mar Freshw Res. doi:10.1071/MF15012
Lester SE, Halpern BS, Grorud-Colvert K, Lubchenco J, Ruttenberg BI, Gaines SD, Airame S, Warner RR (2009) Biological effects within no-take marine reserves: a global synthesis. Mar Ecol Prog Ser 384:33–46
MacNeil MA, Graham NAJ, Cinner JE, Wilson SK, Williams ID, Maina J, Newman S, Friedlander AM, Jupiter S, Polunin NVC, McClanahan TR (2015) Recovery potential of the world’s coral reef fishes. Nature 520:341–344. doi:10.1038/nature14358
Marler TE (2014) Pacific island tropical cyclones are more frequent and globally relevant, yet less studied. Front Environ Sci. doi:10.3389/fenvs.2014.00042
McClanahan TR (2000) Recovery of a coral reef keystone predator, Balistapus undulatus, in East African marine parks. Biol Conserv 94:191–198. doi:10.1016/S0006-3207(99)00176-7
McLeod E, Moffitt R, Timmermann A, Salm R, Menviel L, Palmer MJ, Selig ER, Casey KS, Bruno JF (2010) Warming seas in the coral triangle: coral reef vulnerability and management implications. Coast Manag 38:518–539. doi:10.1080/08920753.2010.509466
Menge BA, Sutherland JP (1987) Community regulation—variation in disturbance, competition, and predation in relation to environmental stress and recruitment. Am Nat 130:730–757. doi:10.1086/284741
Molloy PP, McLean IB, Côté IM (2009) Effects of marine reserve age on fish populations: a global meta-analysis. J Appl Ecol 46:743–751. doi:10.1111/j.1365-2664.2009.01662.x
Nyström M, Graham NAJ, Lokrantz J, Norström AV (2008) Capturing the cornerstones of coral reef resilience: linking theory to practice. Coral Reefs 27:795–809. doi:10.1007/s00338-008-0426-z
Ochavillo D, Hodgson G, Shuman C, Ruz R (2004) Status of the Philippines marine aquarium fish trade. Coastal Resource Management Project of the Department of Environment and Natural Resources, Cebu City, Philippines
Öhman MC, Rajasuriya A, Svensson S (1998) The use of butterflyfishes (Chaetodontidae) as bio-indicators of habitat structure and human disturbance. Ambio 27:708–716
Padin JIM, Santos TR, Sienes PM, Utzurrum J, Ginzel F (2013) Fishes of the Dumaguete Public Market, Negros Oriental, Philippines Federation of Institutions for Marine and Freshwater Sciences (Philippines) 45th annual meeting, Cebu City, Philippines
Pratchett MS, Wilson SK, Berumen ML, McCormick MI (2004) Sublethal effects of coral bleaching on an obligate coral feeding butterflyfish. Coral Reefs 23:352–356
Pratchett MS, Wilson SK, Baird AH (2006) Declines in the abundance of Chaetodon butterflyfishes following extensive coral depletion. J Fish Biol 69:1269–1280. doi:10.1111/j.1095-8649.2006.01161.x
Pratchett MS, Munday P, Wilson SK, Graham NA, Cinner JE, Bellwood DR, Jones GP, Polunin NV, McClanahan T (2008a) Effects of climate-induced coral bleaching on coral-reef fishes. Ecol Econ Cons Oceanogr Mar Biol Annu Rev 46:251–296
Pratchett MS, Berumen ML, Marnane MJ, Eagle JV, Pratchett DJ (2008b) Habitat associations of juvenile versus adult butterflyfishes. Coral Reefs 27:541–551. doi:10.1007/s00338-008-0357-8
Pratchett MS, Hoey AS, Wilson SK, Messmer V, Graham NAJ (2011) Changes in biodiversity and functioning of reef fish assemblages following coral bleaching and coral loss. Diversity 3:424–452
Raymundo LJH, Maypa AP (2003) Impacts of the 1997–98 ENSO event: responses of the Apo Island Marine Reserve. Philipp Sci 40:164–176
Reese ES (1981) Predation on corals by fishes of the Family Chaetodontidae: implications for conservation and management of coral reef ecosystems. Bull Mar Sci 31:594–604
Russ GR, Alcala AC (1989) Effects of intense fishing pressure on an assemblage of coral reef fishes. Mar Ecol Prog Ser 56:13–27
Russ GR, Alcala AC (1998a) Natural fishing experiments in marine reserves 1983–1993: community and trophic responses. Coral Reefs 17:383–397. doi:10.1007/s003380050144
Russ GR, Alcala AC (1998b) Natural fishing experiments in marine reserves 1983–1993: roles of life history and fishing intensity in family responses. Coral Reefs 17:399–416. doi:10.1007/s003380050146
Russ GR, Bergseth BJ, Rizzari JR, Alcala AC (2015a) Decadal-scale effects of benthic habitat and marine reserve protection on Philippine goatfish (F: Mullidae). Coral Reefs 34:773–778. doi:10.1007/s00338-015-1296-9
Russ GR, Questel S-LA, Rizzari JR, Alcala AC (2015b) The parrotfish–coral relationship: refuting the ubiquity of a prevailing paradigm. Mar Biol 162:2029–2045. doi:10.1007/s00227-015-2728-3
Russ GR, Miller KI, Rizzari JR, Alcala AC (2015c) Long-term no-take marine reserve and benthic habitat effects on coral reef fishes. Mar Ecol Prog Ser 529:233–248. doi:10.3354/meps11246
Sano M (1989) Feeding habits of Japanese butterfyfishes (Chaetodontidae). Environ Biol Fishes 25:195–203. doi:10.1007/bf00002212
Sano M, Shimizu M, Nose Y (1984) Changes in structure of coral reef fish communities by destruction of hermatypic corals: observational and experimental views. Pac Sci 38:51–79
Selig ER, Bruno JF (2010) A global analysis of the effectiveness of marine protected areas in preventing coral loss. PLoS ONE 5:e9278. doi:10.1371/journal.pone.0009278
Tilman D, May RM, Lehman CL, Nowak MA (1994) Habitat destruction and the extinction debt. Nature 371:65–66
Tissot BN, Hallacher LE (2003) Effects of aquarium collectors on coral reef fishes in Kona, Hawaii. Conserv Biol 17(6):1759–1768. doi:10.1111/j.1523-1739.2003.00379.x
Trapon ML, Pratchett MS, Penin L (2011) Comparative effects of different disturbances in coral reef habitats in Moorea, French Polynesia. J Mar Biol. doi:10.1155/2011/807625
Wilson SK, Graham NAJ, Pratchett MS, Jones GP, Polunin NVC (2006) Multiple disturbances and the global degradation of coral reefs: are reef fishes at risk or resilient? Global Change Biol 12:2220–2234. doi:10.1111/j.1365-2486.2006.01252.x
Wood S, Scheipl F (2016) Package 'gamm4': Generalized Additive Mixed Models using 'mgcv' and 'lme4'. Version 0.2-4. Published September 17, 2016. Repository: CRAN
Zuur AF, Ieno EN, Smith GM (2007) Analysing ecological data. In: Gail M, Krickeberg K, Sarnet J, Tsiatis A, Wong W (eds) Springer Science and Business Media, LLC