Bleaching prevalence and extent during the 2022 bleaching event on the central Great Barrier Reef (EcoRRAP)

Understanding variation in coral bleaching responses across environmental gradients, taxa, and colony sizes is important to predict changes in community composition with climate change. Our aim was to quantify how bleaching severity varied with water velocity, cross shelf gradient, degree heating weeks (DHWs), surface complexity, depth, taxa, and colony size during the 2022 mild bleaching event on the central Great Barrier Reef (GBR).

During March and April 2022, we surveyed > 7000m2 of reef substrate using photogrammetry, and scored the bleaching severity of more than 5000 coral colonies belonging to 13 taxa.

A series of generalised linear mixed effects models were fitted to quantify the relationship between bleaching severity and the key biological and environmental factors.

The data includes the following variables:

Plot - unique identification for each 12x6m plot (four replicates per site)

Site - unique identification for each site (replicate sites per reef)

Reef- unique identification for each reef (OCCH - Chicken Reef, OCDA- Davies Reef, OCLB- Little Broadhurst Reef, PA -Palm Islands)

TL_id - colony identification at the plot level

Taxa - taxonomic idenfitication of each colony (Adgt - Acropora digitate spp., Pmas - Porites massive spp., Pver - Pocillopora verrucosa, Acor - Acropora corymbose spp., Lobo_sp - Lobophyllia spp., Menc- Montipora encrusting spp., Gspp- Goniastrea spp., Spis - Stylophora pistillata, Shys- Seriatopora hystrix, Abra- Acropora branching spp., Pdam - Pocillopora damicornis, Plat - Platygyra spp., Atab - Acropora tabular spp.)

Bleaching - bleaching score (1 - no bleaching, 2 - 1-50% of the colony area was bleached, 3- 51-95% of the colony area was bleached, 4 - 96-100% of the colony area was bleached, 5 - partial mortality, 6- whole colony mortality).

Bleaching_res - bleaching response (bleached = 1, not bleached = 0)

Bleaching_minor - whether the colony had minor bleaching (1-50% of the colony) =1, or no bleaching =0. NAs indicate more severe bleaching levels.

Bleaching_major - whether the colony had major bleaching (51-95% of the colony) = 1, or minor to no bleaching = 0. NAs indicate more severe bleaching levels.

Bleaching_fully - whether the colony was fully bleached (>96% of the colony, partial mortality, or fully dead) =1, or major to no bleaching = 0.

lat - site latitude

long - site longitude

Zone - depth zone (S = shallow, 3-8 m; D = deep, 9-15 m)

ubedmean = horizontal water velocity at the bed (m/s). Extracted from Callaghan et al 2023- https://espace.library.uq.edu.au/view/UQ:8246441 .

Date_2022 = date of the initial survey in January 2022

Date_bleaching = date of the bleaching survey in March - April 2022

DHW - degree heating weeks. Extracted from NOAA's daily 5km satellite dervied estimates: https://coralreefwatch.noaa.gov/product/5km/index_5km_dhw.php.

rugosity_plane: rugosity at the site, extracted from the reconstructed 3D models

fd_fugosity_plane: fractal dimension at the site, extracted from the reconstructed 3D models

slope: the slope of the site (in degrees), extracted from the reconstructed 3D models

Cross_shelf: cross shelf position (inshore or offshore)

log_area : colony area in m2 (log10)

理解环境梯度、类群与珊瑚群体大小间的珊瑚白化响应差异，对预测气候变化下群落组成的变化具有重要意义。本研究旨在量化2022年大堡礁（Great Barrier Reef, GBR）中部轻度白化事件中，白化严重程度随水流速度、跨陆架梯度、热累积周数（Degree Heating Weeks, DHWs）、表面复杂度、水深、类群以及群体大小的变化规律。

2022年3-4月，研究团队采用摄影测量法（photogrammetry）调查了超过7000平方米的礁体底质，并对隶属于13个类群的5000余株珊瑚群体的白化严重程度进行了评分。

本研究拟合了一系列广义线性混合效应模型（Generalised Linear Mixed Effects Models），以量化白化严重程度与关键生物及环境因子间的关联。

本数据集包含以下变量：
- 样地（Plot）：每个12×6米样地的唯一标识，每个位点设置4个重复样地
- 位点（Site）：每个采样位点的唯一标识，每个礁体设置重复位点
- 礁体（Reef）：每个礁体的唯一标识（OCCH：鸡礁（Chicken Reef）、OCDA：戴维斯礁（Davies Reef）、OCLB：小布罗德赫斯特礁（Little Broadhurst Reef）、PA：棕榈群岛（Palm Islands））
- TL_id：样地水平下的珊瑚群体标识
- 类群（Taxa）：每株珊瑚群体的分类学标识（Adgt：指状鹿角珊瑚类群（Acropora digitate spp.）、Pmas：块状多孔珊瑚类群（Porites massive spp.）、Pver：疣状杯形珊瑚（Pocillopora verrucosa）、Acor：伞房鹿角珊瑚类群（Acropora corymbose spp.）、Lobo_sp：叶状珊瑚类群（Lobophyllia spp.）、Menc：结皮表孔珊瑚类群（Montipora encrusting spp.）、Gspp：合形珊瑚类群（Goniastrea spp.）、Spis：指形鹿角珊瑚（Stylophora pistillata）、Shys：排孔珊瑚（Seriatopora hystrix）、Abra：分枝鹿角珊瑚类群（Acropora branching spp.）、Pdam：鹿角杯形珊瑚（Pocillopora damicornis）、Plat：-platygyra类群（Platygyra spp.）、Atab：板状鹿角珊瑚类群（Acropora tabular spp.））
- 白化评分（Bleaching）：白化等级评分（1：无白化；2：珊瑚群体1%~50%面积白化；3：51%~95%面积白化；4：96%~100%面积白化；5：部分死亡；6：整株群体死亡）
- 白化响应（Bleaching_res）：白化响应变量（白化=1，未白化=0）
- 轻度白化（Bleaching_minor）：标记群体是否存在轻度白化（群体1%~50%面积白化=1，无白化=0；NA代表存在更严重的白化等级）
- 重度白化（Bleaching_major）：标记群体是否存在重度白化（群体51%~95%面积白化=1，轻度至无白化=0；NA代表存在更严重的白化等级）
- 完全白化（Bleaching_fully）：标记群体是否完全白化（群体面积>96%白化、部分死亡或完全死亡=1，重度至无白化=0）
- 纬度（lat）：采样位点纬度
- 经度（long）：采样位点经度
- 水深带（Zone）：水深分区（S：浅水区，水深3~8米；D：深水区，水深9~15米）
- 床面水平流速（ubedmean）：床面水平水流速度（单位：m/s），数据源自Callaghan等人2023年的研究：https://espace.library.uq.edu.au/view/UQ:8246441
- 初始调查日期（Date_2022）：2022年1月的初始调查日期
- 白化调查日期（Date_bleaching）：2022年3-4月的白化调查日期
- 热累积周数（DHW, Degree Heating Weeks）：热累积周数，数据源自美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的每日5公里卫星反演估算结果：https://coralreefwatch.noaa.gov/product/5km/index_5km_dhw.php
- 平面粗糙度（rugosity_plane）：位点平面粗糙度，源自重建的三维模型
- 位点分形维数（fd_fugosity_plane）：位点分形维数，源自重建的三维模型
- 坡度（slope）：采样位点坡度（单位：度），源自重建的三维模型
- 跨陆架位置（Cross_shelf）：跨陆架区位（近岸或远岸）
- 对数转换群体面积（log_area）：珊瑚群体面积（以log10转换后的平方米为单位）

搜集汇总

背景与挑战

背景概述

该数据集记录了2022年大堡礁中部轻度白化事件中珊瑚白化的普遍程度和范围，通过对超过5000个珊瑚群落进行摄影测量调查，收集了白化严重程度评分及多种环境变量数据。数据集旨在分析白化严重程度与水流速度、温度、深度、珊瑚分类群及群落大小等因素的关系，为预测气候变化下珊瑚群落组成变化提供依据。