大堡礁：五年來第三次白化

南方周末特約撰稿 祝葉華

由于氣候變化加劇，珊瑚礁正處于危險(xiǎn)之中。　圖片來源　?　climatecentral.org

★在2016年和2017年的白化事件后，大堡礁中約一半的珊瑚礁受到不可逆的傷害，然而這一次的漂白程度更廣，且將削弱珊瑚礁的恢復(fù)能力。

珊瑚礁是海洋的雨林，是數(shù)以千計(jì)的海洋生物的家園，它們通過漁業(yè)、旅游業(yè)和制藥業(yè)每年為人類提供數(shù)十億美元的收入，還保護(hù)沿海土地免受風(fēng)暴的侵蝕和破壞。但是就像熱帶雨林一樣，由于氣候變化加劇，珊瑚礁正處于危險(xiǎn)之中。

2020年2月是南半球有史以來最熱的2月，大堡礁部分區(qū)域的海洋溫度超過或接近珊瑚白化的高風(fēng)險(xiǎn)閾值數(shù)周，這直接導(dǎo)致大堡礁五年來第三次大規(guī)模白化事件，大堡礁的珊瑚遭到了非常廣泛的破壞。

白化事件頻發(fā)

在熱帶海洋中，通常與珊瑚相關(guān)的鮮艷色彩是由與其共生的藻類產(chǎn)生的。這種共生關(guān)系非常微妙：珊瑚蟲是無脊椎動(dòng)物，依靠生活在其體內(nèi)的藻類通過光合作用來獲取富含能量和營養(yǎng)的化合物。藻類反過來從珊瑚蟲的代謝廢物中獲得營養(yǎng)，兩者互惠互利，和睦共處。近年來，人類活動(dòng)導(dǎo)致全球海洋溫度穩(wěn)步上升，這對(duì)珊瑚蟲來說是致命的：溫暖的海水迫使珊瑚蟲失去共生的藻類伙伴，切斷了供給來源，最后導(dǎo)致珊瑚褪色、生病或死亡。

2020年3月下旬，澳大利亞詹姆斯庫克大學(xué)的特里·休斯（Ter-ry Hughes）和同事在9天的時(shí)間里，對(duì)1036個(gè)獨(dú)立的珊瑚礁進(jìn)行了航測。結(jié)果顯示，大堡礁25%的珊瑚礁被嚴(yán)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響。這并非是大堡礁經(jīng)歷的首次嚴(yán)重漂白事件。在1998年、2002年、2016年和2017年，大堡礁先后四次經(jīng)歷了有記錄的白化事件。但值得注意的是，今年的漂白是大堡礁五年內(nèi)經(jīng)歷的第三次“大規(guī)模白化事件”。

在2016年和2017年的聯(lián)合白化事件之后，大堡礁中約一半的珊瑚礁受到不可逆的傷害。不過，這一次的漂白嚴(yán)重程度更廣，此前白化事件中基本沒有受影響的南部相對(duì)較冷地區(qū)的珊瑚也慘遭荼毒。在通常情況下，即使是生長最快的珊瑚也需要十年時(shí)間才能恢復(fù)，這意味著最近的破壞將削弱珊瑚礁的恢復(fù)能力。

多種因素加重傷害力度

珊瑚礁是世界上最多樣化的生態(tài)系統(tǒng)之一。這種生物多樣性使它們成為海洋保護(hù)的優(yōu)先事項(xiàng)。許多國家已經(jīng)投資海洋保護(hù)區(qū)來保護(hù)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)，但是海洋保護(hù)區(qū)并不能防止海洋酸化。海洋從大氣中吸收二氧化碳，二氧化碳與海水反應(yīng)生成碳酸。由于碳排放的增加，更多的二氧化碳進(jìn)入海洋，額外的碳酸產(chǎn)生。海水的酸性越強(qiáng)，它所能容納的碳酸鈣就越少。硬珊瑚是造礁珊瑚，它們的石頭狀結(jié)構(gòu)由碳酸鈣構(gòu)成，碳酸鈣與許多海洋生物（包括牡蠣、蛤蜊和蝸牛）的貝殼中發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)相同，這些海洋物種需要碳酸鈣來建造保護(hù)殼和外骨骼。珊瑚蟲也必須能夠從海水中獲取可用的鈣，才能形成堅(jiān)硬的骨骼。在珊瑚蟲生命的早期階段，這一點(diǎn)尤其重要，因?yàn)樯汉飨x會(huì)附著在堅(jiān)硬的物質(zhì)上，開始“建造”自己的骨骼。一些研究表明，在pH值較低的珊瑚礁上，幼蟲的沉降量下降了52%-73%。另外，海洋酸化也影響了硬珊瑚的鈣化率，使它們更易被侵蝕。

微塑料在今天的海洋中普遍存在，已經(jīng)有多項(xiàng)科學(xué)研究證明，海洋中微小的動(dòng)植物，如原生生物、浮游植物，會(huì)受到微塑料的影響，這對(duì)依賴不同生物之間共生關(guān)系存活的珊瑚蟲來說是另一個(gè)威脅健康或生存的嚴(yán)重問題。在漂白事件中，有些珊瑚通過改變它們的飲食來自保，它們會(huì)以被稱為浮游動(dòng)物的微小海洋生物為食，進(jìn)而躲過漂白的傷害。這些浮游動(dòng)物尺寸與微塑料相仿，所以當(dāng)珊瑚蟲用觸手將食物掃進(jìn)嘴里時(shí)，會(huì)連帶海水里的微塑料一起吃進(jìn)去。

2019年12月發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》（Scientific Reports）的一項(xiàng)研究就表明，當(dāng)珊瑚蟲轉(zhuǎn)向以浮游動(dòng)物為食物時(shí)，確實(shí)會(huì)連帶吃下微塑料，塑料中含有的添加劑會(huì)影響珊瑚蟲的健康。2020年4月，《光化層》（Chemo-sphere）上發(fā)表的文章探索微塑料對(duì)普通熱帶珊瑚礁居民的影響。研究人員觀察了熱帶和亞熱帶水域珊瑚生態(tài)系統(tǒng)中最普遍的光合共生體——枝角藻。在暴露于微塑料環(huán)境中1周后，枝角藻的群體大小和細(xì)胞大小均顯著減少。在測量了細(xì)胞內(nèi)與應(yīng)激反應(yīng)和解毒相關(guān)的酶的活性后發(fā)現(xiàn)，超氧化物歧化酶(SOD)的成分升高，谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(GST)顯著降低。另外，在細(xì)胞死亡或凋亡的信號(hào)中，一種關(guān)鍵的酶被提高了。

所有這些變化提高了細(xì)胞的應(yīng)激水平，降低了細(xì)胞自身的解毒能力，最終導(dǎo)致暴露在微塑料中的藻類細(xì)胞的健康狀況下降。珊瑚蟲的基因調(diào)控?cái)?shù)據(jù)也顯示，微塑料可以作為應(yīng)激源，影響營養(yǎng)吸收，抑制細(xì)胞解毒活動(dòng)，影響光合作用，并增加細(xì)胞自我毀滅的機(jī)會(huì)。

復(fù)蘇的努力

珊瑚礁對(duì)環(huán)境變化非常敏感，多重壓力孤立或結(jié)合起來，可能導(dǎo)致珊瑚礁的健康狀況急劇惡化。2016年和2017年的聯(lián)合調(diào)查顯示，三分之二的大堡礁已經(jīng)嚴(yán)重退化。在正常情況下，這種損失需要十年才能恢復(fù)。但現(xiàn)在有些地區(qū)每年或每隔一年就會(huì)出現(xiàn)白化現(xiàn)象，增加了恢復(fù)的難度。

2019年3月發(fā)表在《自然生態(tài)與演化》的研究發(fā)現(xiàn)，暴露在較差水質(zhì)中的珊瑚礁受干擾后的恢復(fù)速度較慢，且更易受到珊瑚疾病的感染，而水質(zhì)改善6%至17%或能減緩部分近岸海域珊瑚的預(yù)期白化速度。

2019年11月29日發(fā)表在《自然通訊》（Nature Communications）上的一項(xiàng)研究稱，通過揚(yáng)聲器播放健康珊瑚礁的聲音，可以將小魚吸引到退化的珊瑚礁上。健康的珊瑚礁是非常嘈雜的地方——抓蝦的噼啪聲和魚的嗚嗚聲結(jié)合在一起形成了獨(dú)特的生物聲景。幼魚在尋找落腳點(diǎn)時(shí)會(huì)聽到這些聲音。隨著蝦和魚的消失，珊瑚礁在退化時(shí)變得異常安靜。

參與研究的國際小組在澳大利亞最近遭受破壞的大堡礁工作時(shí)，將水下?lián)P聲器放在一塊塊死亡的珊瑚上播放健康的珊瑚礁錄音，發(fā)現(xiàn)到達(dá)并停留的魚的數(shù)量是沒有播放聲音的同等區(qū)域的兩倍。科學(xué)家據(jù)此表示，魚類對(duì)于珊瑚礁作為健康生態(tài)系統(tǒng)的功能至關(guān)重要，以這種方式增加魚類數(shù)量有助于啟動(dòng)自然恢復(fù)過程，抵消對(duì)許多珊瑚礁的破壞。當(dāng)然，將魚吸引到死礁不會(huì)讓它自動(dòng)復(fù)活，但是，魚類清潔珊瑚礁并為珊瑚再生創(chuàng)造空間，就為復(fù)蘇提供了支撐。

2020年地球日（4月22日）當(dāng)天，埃森哲、英特爾和蘇魯拜環(huán)境基金會(huì)共同宣布了一個(gè)依靠人工智能用于監(jiān)測、表征和分析珊瑚礁復(fù)原能力的項(xiàng)目：CORaiL。CORaiL于2019年5月被部署到菲律賓的加塔蘭島周圍的珊瑚礁，并已經(jīng)收集了大約4萬張圖片，這些圖片被研究人員用來實(shí)時(shí)評(píng)估珊瑚礁的健康狀況。如果在菲律賓的試點(diǎn)計(jì)劃獲得成功，那么CORaiL項(xiàng)目就可以用來監(jiān)測世界上更多的瀕危珊瑚礁種群。

從地方管理創(chuàng)新到國際政治行動(dòng)，人類需要在各個(gè)層面推進(jìn)珊瑚礁的復(fù)原。而談到氣候變化對(duì)珊瑚礁的影響，沒有快速的解決辦法。從長遠(yuǎn)來看，世界各地的珊瑚礁將從減少溫室氣體中受益最大。從短期來看，可以通過解決當(dāng)?shù)氐膲毫硖岣呱汉鹘傅膹?fù)原力，比如來自陸地污染源的徑流和過度捕撈魚類。