大堡礁：五年来第三次白化

南方周末特约撰稿 祝叶华

由于气候变化加剧，珊瑚礁正处于危险之中。　图片来源　❘　climatecentral.org

★在2016年和2017年的白化事件后，大堡礁中约一半的珊瑚礁受到不可逆的伤害，然而这一次的漂白程度更广，且将削弱珊瑚礁的恢复能力。

珊瑚礁是海洋的雨林，是数以千计的海洋生物的家园，它们通过渔业、旅游业和制药业每年为人类提供数十亿美元的收入，还保护沿海土地免受风暴的侵蚀和破坏。但是就像热带雨林一样，由于气候变化加剧，珊瑚礁正处于危险之中。

2020年2月是南半球有史以来最热的2月，大堡礁部分区域的海洋温度超过或接近珊瑚白化的高风险阈值数周，这直接导致大堡礁五年来第三次大规模白化事件，大堡礁的珊瑚遭到了非常广泛的破坏。

白化事件频发

在热带海洋中，通常与珊瑚相关的鲜艳色彩是由与其共生的藻类产生的。这种共生关系非常微妙：珊瑚虫是无脊椎动物，依靠生活在其体内的藻类通过光合作用来获取富含能量和营养的化合物。藻类反过来从珊瑚虫的代谢废物中获得营养，两者互惠互利，和睦共处。近年来，人类活动导致全球海洋温度稳步上升，这对珊瑚虫来说是致命的：温暖的海水迫使珊瑚虫失去共生的藻类伙伴，切断了供给来源，最后导致珊瑚褪色、生病或死亡。

2020年3月下旬，澳大利亚詹姆斯库克大学的特里·休斯（Ter-ry Hughes）和同事在9天的时间里，对1036个独立的珊瑚礁进行了航测。结果显示，大堡礁25%的珊瑚礁被严重漂白，35%的珊瑚礁被中度漂白。大堡礁的北部、中部和南部都受到了影响。这并非是大堡礁经历的首次严重漂白事件。在1998年、2002年、2016年和2017年，大堡礁先后四次经历了有记录的白化事件。但值得注意的是，今年的漂白是大堡礁五年内经历的第三次“大规模白化事件”。

在2016年和2017年的联合白化事件之后，大堡礁中约一半的珊瑚礁受到不可逆的伤害。不过，这一次的漂白严重程度更广，此前白化事件中基本没有受影响的南部相对较冷地区的珊瑚也惨遭荼毒。在通常情况下，即使是生长最快的珊瑚也需要十年时间才能恢复，这意味着最近的破坏将削弱珊瑚礁的恢复能力。

多种因素加重伤害力度

珊瑚礁是世界上最多样化的生态系统之一。这种生物多样性使它们成为海洋保护的优先事项。许多国家已经投资海洋保护区来保护珊瑚礁生态系统，但是海洋保护区并不能防止海洋酸化。海洋从大气中吸收二氧化碳，二氧化碳与海水反应生成碳酸。由于碳排放的增加，更多的二氧化碳进入海洋，额外的碳酸产生。海水的酸性越强，它所能容纳的碳酸钙就越少。硬珊瑚是造礁珊瑚，它们的石头状结构由碳酸钙构成，碳酸钙与许多海洋生物（包括牡蛎、蛤蜊和蜗牛）的贝壳中发现的物质相同，这些海洋物种需要碳酸钙来建造保护壳和外骨骼。珊瑚虫也必须能够从海水中获取可用的钙，才能形成坚硬的骨骼。在珊瑚虫生命的早期阶段，这一点尤其重要，因为珊瑚虫会附着在坚硬的物质上，开始“建造”自己的骨骼。一些研究表明，在pH值较低的珊瑚礁上，幼虫的沉降量下降了52%-73%。另外，海洋酸化也影响了硬珊瑚的钙化率，使它们更易被侵蚀。

微塑料在今天的海洋中普遍存在，已经有多项科学研究证明，海洋中微小的动植物，如原生生物、浮游植物，会受到微塑料的影响，这对依赖不同生物之间共生关系存活的珊瑚虫来说是另一个威胁健康或生存的严重问题。在漂白事件中，有些珊瑚通过改变它们的饮食来自保，它们会以被称为浮游动物的微小海洋生物为食，进而躲过漂白的伤害。这些浮游动物尺寸与微塑料相仿，所以当珊瑚虫用触手将食物扫进嘴里时，会连带海水里的微塑料一起吃进去。

2019年12月发表在《科学报告》（Scientific Reports）的一项研究就表明，当珊瑚虫转向以浮游动物为食物时，确实会连带吃下微塑料，塑料中含有的添加剂会影响珊瑚虫的健康。2020年4月，《光化层》（Chemo-sphere）上发表的文章探索微塑料对普通热带珊瑚礁居民的影响。研究人员观察了热带和亚热带水域珊瑚生态系统中最普遍的光合共生体——枝角藻。在暴露于微塑料环境中1周后，枝角藻的群体大小和细胞大小均显著减少。在测量了细胞内与应激反应和解毒相关的酶的活性后发现，超氧化物歧化酶(SOD)的成分升高，谷胱甘肽S-转移酶(GST)显著降低。另外，在细胞死亡或凋亡的信号中，一种关键的酶被提高了。

所有这些变化提高了细胞的应激水平，降低了细胞自身的解毒能力，最终导致暴露在微塑料中的藻类细胞的健康状况下降。珊瑚虫的基因调控数据也显示，微塑料可以作为应激源，影响营养吸收，抑制细胞解毒活动，影响光合作用，并增加细胞自我毁灭的机会。

复苏的努力

珊瑚礁对环境变化非常敏感，多重压力孤立或结合起来，可能导致珊瑚礁的健康状况急剧恶化。2016年和2017年的联合调查显示，三分之二的大堡礁已经严重退化。在正常情况下，这种损失需要十年才能恢复。但现在有些地区每年或每隔一年就会出现白化现象，增加了恢复的难度。

2019年3月发表在《自然生态与演化》的研究发现，暴露在较差水质中的珊瑚礁受干扰后的恢复速度较慢，且更易受到珊瑚疾病的感染，而水质改善6%至17%或能减缓部分近岸海域珊瑚的预期白化速度。

2019年11月29日发表在《自然通讯》（Nature Communications）上的一项研究称，通过扬声器播放健康珊瑚礁的声音，可以将小鱼吸引到退化的珊瑚礁上。健康的珊瑚礁是非常嘈杂的地方——抓虾的噼啪声和鱼的呜呜声结合在一起形成了独特的生物声景。幼鱼在寻找落脚点时会听到这些声音。随着虾和鱼的消失，珊瑚礁在退化时变得异常安静。

参与研究的国际小组在澳大利亚最近遭受破坏的大堡礁工作时，将水下扬声器放在一块块死亡的珊瑚上播放健康的珊瑚礁录音，发现到达并停留的鱼的数量是没有播放声音的同等区域的两倍。科学家据此表示，鱼类对于珊瑚礁作为健康生态系统的功能至关重要，以这种方式增加鱼类数量有助于启动自然恢复过程，抵消对许多珊瑚礁的破坏。当然，将鱼吸引到死礁不会让它自动复活，但是，鱼类清洁珊瑚礁并为珊瑚再生创造空间，就为复苏提供了支撑。

2020年地球日（4月22日）当天，埃森哲、英特尔和苏鲁拜环境基金会共同宣布了一个依靠人工智能用于监测、表征和分析珊瑚礁复原能力的项目：CORaiL。CORaiL于2019年5月被部署到菲律宾的加塔兰岛周围的珊瑚礁，并已经收集了大约4万张图片，这些图片被研究人员用来实时评估珊瑚礁的健康状况。如果在菲律宾的试点计划获得成功，那么CORaiL项目就可以用来监测世界上更多的濒危珊瑚礁种群。

从地方管理创新到国际政治行动，人类需要在各个层面推进珊瑚礁的复原。而谈到气候变化对珊瑚礁的影响，没有快速的解决办法。从长远来看，世界各地的珊瑚礁将从减少温室气体中受益最大。从短期来看，可以通过解决当地的压力来提高珊瑚礁的复原力，比如来自陆地污染源的径流和过度捕捞鱼类。