<p>珊瑚礁保護(hù)是保護(hù)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(huì)影響：珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)為世界各地?cái)?shù)百萬(wàn)人提供了生計(jì)和生計(jì)。保護(hù)珊瑚礁地區(qū)的生物多樣性既是一個(gè)社會(huì)問(wèn)題，也是海洋生物多樣性的優(yōu)先事項(xiàng)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>面對(duì)氣候變化， 安娜麗莎&middot;布拉科，教授地球與大氣科學(xué)學(xué)院佐治亞理工學(xué)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(cè)珊瑚的方式。研究人員應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)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(fù)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(xué)，克服了時(shí)間和資源障礙，將珊瑚三角洲的生物多樣性聯(lián)系起來(lái)，同時(shí)為未來(lái)更好的監(jiān)測(cè)和保護(hù)提供了希望。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Bracco說(shuō)：&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(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，人們一直認(rèn)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(kāi)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(zhì)（如卵、幼蟲或幼體）的條件。洋流傳播遺傳物質(zhì)，并創(chuàng)造出允許水體（進(jìn)而是生態(tài)系統(tǒng)）保持一致的化學(xué)、生物和物理特性的動(dòng)力。如果珊瑚幼蟲傳播到一個(gè)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(dòng)（ENSO）如何影響珊瑚三角的連通性。轉(zhuǎn)移太平洋大量溫水的氣候事件帶來(lái)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(xué)家收集數(shù)據(jù)就地這是非常重要的。&rdquo;Bracco說(shuō)。&ldquo;但不可能監(jiān)測(cè)巨大的區(qū)域就地多年來(lái)，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(shí)間的推移而聯(lián)系在一起的，特別是在基礎(chǔ)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(jī)器學(xué)習(xí)</strong></span></p> <p>&nbsp;</p> <p>幾年前，Bracco和合作者開(kāi)發(fā)了一個(gè)工具Delta Maps，它使用機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)識(shí)別共享相同動(dòng)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(lái)分析模型中的氣候變化領(lǐng)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(xiàng)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(huì)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(guān)，因此研究人員基于這一觀察結(jié)果構(gòu)建了他們的機(jī)器學(xué)習(xí)工具，使用表層海洋溫度的變化來(lái)識(shí)別由洋流連接的區(qū)域。他們還將正在考慮的時(shí)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(shí)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(duì)他們確定的不同生態(tài)區(qū)域應(yīng)用了一個(gè)排名系統(tǒng)。她使用排名頁(yè)面中心性（rank page centrality），這是一種機(jī)器學(xué)習(xí)工具，用于在三角洲地圖上對(duì)互聯(lián)網(wǎng)上的網(wǎng)頁(yè)進(jìn)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(lái)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(lái)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>氣候動(dòng)力學(xué)和生物多樣性</p> <p>&nbsp;</p> <p>Bracco和Novi發(fā)現(xiàn)，氣候動(dòng)態(tài)對(duì)生物多樣性做出了貢獻(xiàn)，因?yàn)闅夂驅(qū)⒆兓氤嗟捞窖笱罅鞯姆绞?。研究人員意識(shí)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(lái)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Bracco說(shuō)：&ldquo;在所有ENSO階段，生態(tài)區(qū)域之間從來(lái)沒(méi)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(guò)固定的、通常是少量的生態(tài)區(qū)連接起來(lái)的，如果你通過(guò)漂白所有相連的珊瑚礁來(lái)消除這一固定數(shù)量的連接，你將無(wú)法重建其中任何一個(gè)珊瑚礁中的珊瑚。但在太平洋，連接一直在變化，而且非常動(dòng)態(tài)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，漂白的珊瑚礁將在不同的ENSO階段接收來(lái)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(jié)論，由于珊瑚三角的動(dòng)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(guān)，還與ENSO在地質(zhì)時(shí)期的演變有關(guān)。研究人員發(fā)現(xiàn)，盡管ENSO會(huì)導(dǎo)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(jī)會(huì)</strong></span></p> <p>&nbsp;</p> <p>由于珊瑚礁生存已被聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)指定為優(yōu)先事項(xiàng)，Bracco和Novi的研究有望得到廣泛應(yīng)用。研究人員的方法確定了環(huán)境保護(hù)者應(yīng)該最努力保護(hù)的生態(tài)區(qū)域，以及環(huán)境保護(hù)師預(yù)計(jì)在保護(hù)措施方面最幸運(yùn)的區(qū)域。他們的方法也有助于確定哪些區(qū)域應(yīng)該受到更多的監(jiān)測(cè)，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(xiàng)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Bracco說(shuō)：&ldquo;這項(xiàng)研究為更好的監(jiān)測(cè)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(cè)。&rdquo;。&ldquo;到目前為止，珊瑚監(jiān)測(cè)經(jīng)常發(fā)生在團(tuán)體資金有限的情況下，以應(yīng)用于一個(gè)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(shí)間和空間范圍內(nèi)創(chuàng)建更好的監(jiān)測(cè)。&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(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>