自然灾害可以摧毁一个地区，突然杀死构成生态系统结构的物种。但这如何发生会影响恢复。大火将大地烧成一片，热浪在其身后留下一大群木棍。风暴潮和珊瑚白化在水下也有类似的作用。
加州大学圣巴巴拉分校的科学家调查了这两种干扰可能如何影响珊瑚礁。他们发现，与从风暴中恢复相比，珊瑚更难以从白化中恢复，即使这两种事件的死亡率相似。漂白后留下的骨骼似乎为藻类提供了保护，然后藻类将生长缓慢的珊瑚挤掉了。这项由博士生KaiKopecky领导的研究发表在《生态学》杂志上。
大多数浅水珊瑚都有共生藻类，这些藻类为动物提供食物，以换取安全的家园和营养。但极端条件可能会使这种排列失调，导致珊瑚在称为白化的过程中驱逐它们的伙伴，这通常是致命的。
自1980年代后期以来，加州大学圣巴巴拉分校的研究人员一直在研究法属波利尼西亚莫雷阿岛周围的珊瑚及其珊瑚礁生态系统。科佩基第二次造访该岛时，恰逢一场重大的白化事件。他说：“看到许多明亮的白色珊瑚骨架非常刺耳，”但他感到安慰的是，该岛的珊瑚礁在过去已被证明具有非凡的弹性。
不幸的是，这次出现了不同的模式。海藻是珊瑚礁空间的主要竞争者，开始在漂白的骨骼上定居。Kopecky想知道这些骨骼的存在是否正在使珊瑚礁走上一条通往更以藻类为主的状态的道路。
莫雷阿岛之前的工作表明，热带珊瑚礁可以容纳以珊瑚或海藻为主的群落。这些不同的状态对小的干扰具有弹性，但大的冲击可以在称为滞后的过程中将生态系统从一个状态翻转到另一个状态。一旦发生这种情况，即使条件允许，珊瑚礁也不会恢复到以前的状态。系统找到了新的平衡点。
Kopecky开发了一个数学模型来比较白化事件后的珊瑚礁动态-白化事件导致骨骼留在原地-以及暴风雨后-将珊瑚礁冲刷光秃秃的。他使用一个由五个微分方程组成的系统来捕捉空白空间、活的和死的分枝珊瑚以及珊瑚礁上的海藻覆盖之间的过渡。
结果很能说明问题。“正是这些骨骼留在珊瑚礁上的事实导致了这些根本不同的恢复模式，”Kopecky说。
珊瑚骨骼似乎可以保护幼小的藻类免受食草动物的侵害，否则食草动物会对其进行控制。动物无法进入所有的缝隙，因此藻类获得了立足点，可以从中传播。
这种保护似乎无法为幼珊瑚提供同样的好处。作者怀疑珊瑚不会像藻类那样面临来自捕食者的压力。更重要的是，只要有机会，藻类的生长速度很快就会超过珊瑚。“珊瑚实际上是在放下岩石，而藻类大多只是快速生长、柔软、多叶的物质，”资深作者、生态学、进化和海洋生物学助理教授HollyMoeller说。
珊瑚礁的形成是一个缓慢的过程，珊瑚死亡通常与补充相平衡。新的增长将死去的骨骼纳入更大的珊瑚礁结构。但是白化会同时杀死很多珊瑚——尤其是最古老和最年轻的——而且骨骼最终会因侵蚀而变脆。这不是年轻珊瑚赖以生存的坚实基础。
如果死去的骨骼阻碍了珊瑚的恢复，为什么不干脆将它们移除呢?
这种方法正在获得其他生态系统的支持。“想想规定的火灾或森林中枯死树木的间伐，以便系统对未来的干扰更具弹性，”Kopecky说。
然而，珊瑚骨骼有很多好处。它们为各种动物形成了栖息地，一些证据表明，珊瑚礁结构的复杂性与更快的珊瑚恢复有关。
“效果实际上取决于该结构的性质，”Kopecky说。物质密度、强度和空间布局都会影响珊瑚礁动态。“在你外出并开始用手提钻凿击珊瑚礁之前，需要考虑这些方面。”
该团队在茉莉雅岛进行了一系列正在进行的实验，其中一个探索珊瑚礁在移除死珊瑚骨骼后如何恢复。其他几个人正在测试Kopecky用来创建他的模型的假设。例如，死珊瑚实际上减少了多少食草动物?骨骼如何影响活珊瑚的生长?
“凯的研究是生态学数学模型价值的一个经典例子，”默勒说。珊瑚可以存活数百年，而珊瑚礁的恢复可能需要数十年。“这不是一个你可以现实地做的实验。
“但如果你有一个模型，”她继续说，“并且你相信你建立这个模型的方式，因为你已经做过其他实验，那么你就可以对未来几十年做出这些预测。”