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Biological sensitivities to high-resolution climate change projections in the California current marine ecosystem
Global Change Biology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2022-07-28 , DOI: 10.1111/gcb.16317 Jennifer M Sunday 1 , Evan Howard 2 , Samantha Siedlecki 3 , Darren J Pilcher 4 , Curtis Deutsch 2, 5 , Parker MacCready 6 , Jan Newton 7 , Terrie Klinger 8
Global Change Biology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2022-07-28 , DOI: 10.1111/gcb.16317 Jennifer M Sunday 1 , Evan Howard 2 , Samantha Siedlecki 3 , Darren J Pilcher 4 , Curtis Deutsch 2, 5 , Parker MacCready 6 , Jan Newton 7 , Terrie Klinger 8
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The California Current Marine Ecosystem is a highly productive system that exhibits strong natural variability and vulnerability to anthropogenic climate trends. Relating projections of ocean change to biological sensitivities requires detailed synthesis of experimental results. Here, we combine measured biological sensitivities with high-resolution climate projections of key variables (temperature, oxygen, and pCO2) to identify the direction, magnitude, and spatial distribution of organism-scale vulnerabilities to multiple axes of projected ocean change. Among 12 selected species of cultural and economic importance, we find that all are sensitive to projected changes in ocean conditions through responses that affect individual performance or population processes. Response indices were largest in the northern region and inner shelf. While performance traits generally increased with projected changes, fitness traits generally decreased, indicating that concurrent stresses can lead to fitness loss. For two species, combining sensitivities to temperature and oxygen changes through the Metabolic Index shows how aerobic habitat availability could be compressed under future conditions. Our results suggest substantial and specific ecological susceptibility in the next 80 years, including potential regional loss of canopy-forming kelp, changes in nearshore food webs caused by declining rates of survival among red urchins, Dungeness crab, and razor clams, and loss of aerobic habitat for anchovy and pink shrimp. We also highlight fillable gaps in knowledge, including specific physiological responses to stressors, variation in responses across life stages, and responses to multistressor combinations. These findings strengthen the case for filling information gaps with experiments focused on fitness-related responses and those that can be used to parameterize integrative physiological models, and suggest that the CCME is susceptible to substantial changes to ecosystem structure and function within this century.
中文翻译：
加利福尼亚当前海洋生态系统对高分辨率气候变化预测的生物敏感性
加州海流海洋生态系统是一个高产系统，表现出强烈的自然变异性和对人为气候趋势的脆弱性。将海洋变化的预测与生物敏感性联系起来需要对实验结果进行详细综合。在这里，我们将测量的生物敏感性与关键变量（温度、氧气和p CO 2的高分辨率气候预测）相结合) 以确定生物体尺度脆弱性对预计海洋变化的多个轴的方向、幅度和空间分布。在选定的 12 个具有文化和经济重要性的物种中，我们发现所有物种都通过影响个体表现或种群过程的反应对海洋条件的预计变化敏感。北部地区和内陆架的反应指数最大。虽然表现特征通常会随着预计的变化而增加，但健身特征通常会下降，这表明同时存在的压力会导致健身损失。对于两个物种，通过代谢指数结合对温度和氧气变化的敏感性显示了在未来条件下如何压缩有氧栖息地的可用性。我们的研究结果表明，未来 80 年存在大量和特定的生态敏感性，包括形成冠层的海带的潜在区域损失，红海胆、珍宝蟹和蛏子存活率下降导致的近岸食物网变化，以及需氧菌的丧失鳀鱼和粉红虾的栖息地。我们还强调了可填补的知识空白，包括对压力源的特定生理反应、不同生命阶段的反应变化以及对多压力源组合的反应。这些发现加强了通过专注于健身相关反应的实验以及可用于参数化综合生理模型的实验来填补信息空白的理由，并表明 CCME 在本世纪内容易受到生态系统结构和功能的重大变化的影响。包括形成冠层的海带的潜在区域损失，由于红海胆、珍宝蟹和蛏子的存活率下降导致近岸食物网的变化，以及凤尾鱼和粉红虾的好氧栖息地的丧失。我们还强调了可填补的知识空白，包括对压力源的特定生理反应、不同生命阶段的反应变化以及对多压力源组合的反应。这些发现加强了通过专注于健身相关反应的实验以及可用于参数化综合生理模型的实验来填补信息空白的理由，并表明 CCME 在本世纪内容易受到生态系统结构和功能的重大变化的影响。包括形成冠层的海带的潜在区域损失，由于红海胆、珍宝蟹和蛏子的存活率下降导致近岸食物网的变化，以及凤尾鱼和粉红虾的好氧栖息地的丧失。我们还强调了可填补的知识空白，包括对压力源的特定生理反应、不同生命阶段的反应变化以及对多压力源组合的反应。这些发现加强了通过专注于健身相关反应的实验以及可用于参数化综合生理模型的实验来填补信息空白的理由，并表明 CCME 在本世纪内容易受到生态系统结构和功能的重大变化的影响。由于红海胆、珍宝蟹和蛏子的存活率下降，以及凤尾鱼和粉红虾的好氧栖息地丧失，导致近岸食物网发生变化。我们还强调了可填补的知识空白，包括对压力源的特定生理反应、不同生命阶段的反应变化以及对多压力源组合的反应。这些发现加强了通过专注于健身相关反应的实验以及可用于参数化综合生理模型的实验来填补信息空白的理由，并表明 CCME 在本世纪内容易受到生态系统结构和功能的重大变化的影响。由于红海胆、珍宝蟹和蛏子的存活率下降，以及凤尾鱼和粉红虾的好氧栖息地丧失，导致近岸食物网发生变化。我们还强调了可填补的知识空白，包括对压力源的特定生理反应、不同生命阶段的反应变化以及对多压力源组合的反应。这些发现加强了通过专注于健身相关反应的实验以及可用于参数化综合生理模型的实验来填补信息空白的理由，并表明 CCME 在本世纪内容易受到生态系统结构和功能的重大变化的影响。包括对压力源的特定生理反应、不同生命阶段的反应变化以及对多压力源组合的反应。这些发现加强了通过专注于健身相关反应的实验以及可用于参数化综合生理模型的实验来填补信息空白的理由，并表明 CCME 在本世纪内容易受到生态系统结构和功能的重大变化的影响。包括对压力源的特定生理反应、不同生命阶段的反应变化以及对多压力源组合的反应。这些发现加强了通过专注于健身相关反应的实验以及可用于参数化综合生理模型的实验来填补信息空白的理由，并表明 CCME 在本世纪内容易受到生态系统结构和功能的重大变化的影响。
更新日期：2022-07-28
中文翻译：
加利福尼亚当前海洋生态系统对高分辨率气候变化预测的生物敏感性
加州海流海洋生态系统是一个高产系统，表现出强烈的自然变异性和对人为气候趋势的脆弱性。将海洋变化的预测与生物敏感性联系起来需要对实验结果进行详细综合。在这里，我们将测量的生物敏感性与关键变量（温度、氧气和p CO 2的高分辨率气候预测）相结合) 以确定生物体尺度脆弱性对预计海洋变化的多个轴的方向、幅度和空间分布。在选定的 12 个具有文化和经济重要性的物种中，我们发现所有物种都通过影响个体表现或种群过程的反应对海洋条件的预计变化敏感。北部地区和内陆架的反应指数最大。虽然表现特征通常会随着预计的变化而增加，但健身特征通常会下降，这表明同时存在的压力会导致健身损失。对于两个物种，通过代谢指数结合对温度和氧气变化的敏感性显示了在未来条件下如何压缩有氧栖息地的可用性。我们的研究结果表明，未来 80 年存在大量和特定的生态敏感性，包括形成冠层的海带的潜在区域损失，红海胆、珍宝蟹和蛏子存活率下降导致的近岸食物网变化，以及需氧菌的丧失鳀鱼和粉红虾的栖息地。我们还强调了可填补的知识空白，包括对压力源的特定生理反应、不同生命阶段的反应变化以及对多压力源组合的反应。这些发现加强了通过专注于健身相关反应的实验以及可用于参数化综合生理模型的实验来填补信息空白的理由，并表明 CCME 在本世纪内容易受到生态系统结构和功能的重大变化的影响。包括形成冠层的海带的潜在区域损失，由于红海胆、珍宝蟹和蛏子的存活率下降导致近岸食物网的变化，以及凤尾鱼和粉红虾的好氧栖息地的丧失。我们还强调了可填补的知识空白，包括对压力源的特定生理反应、不同生命阶段的反应变化以及对多压力源组合的反应。这些发现加强了通过专注于健身相关反应的实验以及可用于参数化综合生理模型的实验来填补信息空白的理由，并表明 CCME 在本世纪内容易受到生态系统结构和功能的重大变化的影响。包括形成冠层的海带的潜在区域损失，由于红海胆、珍宝蟹和蛏子的存活率下降导致近岸食物网的变化，以及凤尾鱼和粉红虾的好氧栖息地的丧失。我们还强调了可填补的知识空白，包括对压力源的特定生理反应、不同生命阶段的反应变化以及对多压力源组合的反应。这些发现加强了通过专注于健身相关反应的实验以及可用于参数化综合生理模型的实验来填补信息空白的理由，并表明 CCME 在本世纪内容易受到生态系统结构和功能的重大变化的影响。由于红海胆、珍宝蟹和蛏子的存活率下降，以及凤尾鱼和粉红虾的好氧栖息地丧失，导致近岸食物网发生变化。我们还强调了可填补的知识空白，包括对压力源的特定生理反应、不同生命阶段的反应变化以及对多压力源组合的反应。这些发现加强了通过专注于健身相关反应的实验以及可用于参数化综合生理模型的实验来填补信息空白的理由，并表明 CCME 在本世纪内容易受到生态系统结构和功能的重大变化的影响。由于红海胆、珍宝蟹和蛏子的存活率下降，以及凤尾鱼和粉红虾的好氧栖息地丧失，导致近岸食物网发生变化。我们还强调了可填补的知识空白，包括对压力源的特定生理反应、不同生命阶段的反应变化以及对多压力源组合的反应。这些发现加强了通过专注于健身相关反应的实验以及可用于参数化综合生理模型的实验来填补信息空白的理由，并表明 CCME 在本世纪内容易受到生态系统结构和功能的重大变化的影响。包括对压力源的特定生理反应、不同生命阶段的反应变化以及对多压力源组合的反应。这些发现加强了通过专注于健身相关反应的实验以及可用于参数化综合生理模型的实验来填补信息空白的理由，并表明 CCME 在本世纪内容易受到生态系统结构和功能的重大变化的影响。包括对压力源的特定生理反应、不同生命阶段的反应变化以及对多压力源组合的反应。这些发现加强了通过专注于健身相关反应的实验以及可用于参数化综合生理模型的实验来填补信息空白的理由，并表明 CCME 在本世纪内容易受到生态系统结构和功能的重大变化的影响。
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