Montipora属叶状珊瑚种群黑带病暴发的环境驱动因素建模

与气候变暖相关的海水温度异常与珊瑚疾病爆发的增加有关，而珊瑚疾病的爆发导致了全球珊瑚礁的减少。然而，关于环境因素的季节尺度变化如何影响单个珊瑚群落层面的疾病动态，人们知之甚少。在本研究中，我们应用多状态马尔可夫模型（MSM）来研究黑带病（BBD）的动力学，黑带病是由表面上健康的珊瑚和/或称为“蓝藻斑”（CP）的前驱阶段发展而来的，与大堡礁中部佩洛鲁斯岛附近两个礁址的光照和海水温度的季节变化有关。该模型预测，三个月内从BBD状态过渡到健康状态的菌落比例约为57%，但5.6%的BBD病例导致整个菌落死亡。根据我们的模型，健康的珊瑚群在夏季的几个月里更容易受到BBD的影响，此时的光照水平达到最大值，海水温度要么上升要么达到最大值。相反，CP主要发生在春季，此时光照和海水温度都在上升。这表明健康珊瑚群向CP状态过渡的环境驱动因素与向BBD过渡的驱动因素不同。我们的模型预测：（1）从健康状态到CP状态的转变最好通过增加光照来解释，（2）从初夏到夏末，健康状态到BBD的转变更为频繁，（3）20%的CP感染珊瑚发展为BBD，尽管光照和温度似乎对这种状态的转变影响有限，以及（4）两个研究点之间从健康状态到BBD状态的转换次数存在显著差异，这可能反映了局部波作用机制的差异。