美麗的大堡礁可能會消失。

印度洋18米深處的珊瑚白化。（資料圖片）

不同大氣CO2濃度和增溫條件下珊瑚礁生態系統狀態。（資料圖片）

　　海洋變暖、酸化正使全球珊瑚礁面臨空前危機

　　大堡礁是世界上最大的堡礁型珊瑚礁島礁群。然而，根據澳大利亞昆士蘭大學研究小組日前公佈的最新研究結果，如果繼續保持目前的二氧化碳排放增長率，最多10年，大堡礁便會死去。

　　不僅如此，在全球二氧化碳排放居高不下的今天，海洋變暖和海水酸化，正悄然侵蝕著地球珊瑚礁的未來。

　　策劃：趙潔 撰文：許珍

　　圖片：Gettyimages（署名除外）

　　萬年自然奇跡或將毀於一旦

　　珊瑚和珊瑚礁是兩個不同的概念。珊瑚蟲死亡後其骨骼就成為礁塊，在其上面再長出新的珊瑚，珊瑚礁就是如此長期累積而形成。

　　世界上規模最大的珊瑚礁是位於澳大利亞的大堡礁。它北起托雷海峽，南至弗雷澤島附近，長達2000多公里，由2900多個礁體和約940個大小島嶼沙洲組成，總面積達20.7萬平方公里。很難想象，這項龐大工程的建造者，竟然是直徑只有幾毫米的腔腸動物珊瑚蟲。每個珊瑚蟲分泌碳酸鈣骨骼形成自己的“房子”。這些“小房子”一個疊一個地形成，珊瑚群落就會像城市一樣擴張，其他海洋生物依附上來繁衍生息，把一簇簇珊瑚礁塊“黏合”為整體。壯觀的珊瑚礁群落就是珊瑚蟲日積月累造就的奇跡。

　　澳大利亞海洋科學研究所的首席科學家查理韋朗介紹説，大堡礁海域內有400多個石珊瑚物種，它們構築了三維的環境框架，是其他一切生物的棲息之所。作為一個異常豐富的生態系統，大堡礁庇護著5000種軟體動物、1800種魚、125種鯊，還有數不清的微小生物。多彩的海藻裝點著礁石，每一條縫隙都有數以萬計的生物棲居在裏面。

　　全球兩成珊瑚礁已消失

　　中科院南海海洋研究所海洋地質專家張喬民教授在接受本報專訪時介紹，珊瑚的生長速度非常緩慢。通常枝狀珊瑚每年可長10cm左右，塊狀珊瑚長幾毫米到1cm。從地質上冰後期海平面上升算起，以珊瑚這樣的生長速度來估計，大堡礁全新世礁體底部距今恐怕已經達1萬年之久。

　　六年前，生物學家們還對大堡礁的命運相對樂觀，那時人們發現部分珊瑚蟲即使在溫度較高的海水中也能適應。然而，最新公佈的多項研究結果顯示，擁有如此強大應變能力的珊瑚蟲在全球範圍內也不到25%。研究者計算出，在目前的海水變暖速度下，大堡礁珊瑚蟲每年必須向南移動15公里才能保持良好生存狀況，但整個珊瑚礁系統卻不具備此種能力。

　　張教授介紹，從地質史上的歷史數據可看出，工業革命以來，隨著大氣中二氧化碳排量的不斷增加，海水變暖、酸化加劇，其變化速度超越了此前數百萬年間變化的總幅度。作為氣候變化指標性的海洋生態系統，珊瑚礁首當其衝受到考驗。2008年估計被破壞而失去的珊瑚礁佔全球珊瑚礁總面積的19%，這個趨勢還在蔓延中。儘管如此，張教授認為，大堡礁十年內或將死去的預測也許有些誇張。“大堡礁一直是受人類活動影響最小、‘健康狀況’最好的珊瑚礁。如果大堡礁10年就會死去，那麼我們沿海地帶的珊瑚礁恐怕5年就會消失。”他説。

　　珊瑚礁致命

　　“雙生”殺手

　　殺手1

　　海水升溫

　　在珊瑚蟲內部，生活著一種被稱為“蟲黃藻”的單細胞藻類，兩者形成互利共生關係。蟲黃藻提供珊瑚蟲所需能量的90%以及色素。張教授説，適合珊瑚生長的海水溫度為18～29℃，若海表溫度異常升高，比如30℃或更高，且持續一定時間，蟲黃藻就會離開珊瑚另尋寄主，珊瑚蟲失去蟲黃藻提供的營養和顏色，珊瑚便只剩下碳酸鈣骨骼，呈現出白骨般的顏色，慢慢走向死亡，這就是珊瑚的白化現象。由於海水溫度異常升高，1998年曾發生過一次全球性的珊瑚白化危機。這一年出現了有記錄以來最高的全球平均氣溫，當時，全球16%珊瑚白化死亡，印度洋的珊瑚死亡率更高達80%～90%。

　　珊瑚礁大規模白化是全球變暖的第一個生物指示跡象。“工業革命後二氧化碳排量不斷增高是全球氣候變化的根源。”張教授説。如今，全球氣溫比起工業革命前已經升高了將近1℃。科學家預計，未來50年二氧化碳的增加和溫度的升高都會超過過去50萬年珊瑚礁繁茂生長時期的水平。IPCC（聯合國氣候變遷小組）預測，2100年熱帶海洋將升溫1～3℃，珊瑚礁可能是因全球變化而失去的第一個生態系統。張教授表示全球氣候變化對珊瑚礁影響的嚴重性還在於，珊瑚及其共生藻很可能無法保持與氣候變化同步的適應性遺傳變化。

　　殺手2

　　海水酸化

　　全球二氧化碳排放居高不下，除帶來海洋變暖的惡果，還産生一個邪惡的“雙生兒”：海水酸化。海水酸化和造礁生物鈣化率降低是全球珊瑚礁骨架建造的重大威脅。澳大利亞海洋學家西爾弗曼2009年預測當二氧化碳的濃度翻番到560ppm時，所有的珊瑚礁將停止生長並開始溶解。

　　工業時代以來，燃燒煤等原料産生了大量二氧化碳，海水正在以不可想象的速度變酸。張教授介紹，相比起工業革命前，如今，表層海水全球平均酸鹼度（pH值）已經降低了0.1個單位。雖然只是0.1，對海洋生物帶來的影響卻是很大的。變酸的海水會侵蝕珊瑚礁，導致一些魚類無家可歸。

　　這當中的過程是這樣的：海水本為微鹼性，但如今每年人類排放數十億噸二氧化碳，其中 1/3或1/4會被海洋吸收，持續吸收的二氧化碳會使代表海水中酸性強度的指標氫離子增加，隨著氫離子增多，海水的微鹼性狀態減弱，酸度增加，海水中碳酸鹽離子濃度隨之降低，這導致碳酸鈣鈣化速率降低，從而嚴重影響到珊瑚礁等海洋鈣質生物的鈣化過程。

　　對珊瑚礁系統來説，最易被酸腐蝕作用傷害的是快速生長的枝狀珊瑚。一旦礁盤的骨架變得脆弱，就容易被海浪、風暴、疾病、污染物等擊碎。“根據大堡礁69個礁的328個塊狀濱珊瑚樣品的分析結果，1990年以來珊瑚鈣化率下降14.2%，其中主要因素是線性生長率下降13.3%。這是至少過去400年沒有出現過的區域性急劇下降。”張教授説，按著這個變化趨勢下去，“未來如果大氣中CO2濃度達到480ppm，海水中碳酸鹽離子濃度達到200μmol/kg，那將是珊瑚礁生態系統發生重大變化的臨界點。這對珊瑚礁來説是災難性的，地球上的珊瑚礁群落或將不復存在。”

　　拯救珊瑚礁：

　　減排是唯一良藥

　　我國珊瑚礁面臨嚴峻挑戰

　　珊瑚礁對海洋生態系統和人類生活都有重要意義。張教授介紹，珊瑚和蟲黃藻互利共生造就的生態系統堪稱“海洋綠洲”，其生物多樣豐富性又可稱之為“海洋熱帶雨林”。“珊瑚礁是海洋中生物多樣性最高的一個生態系統，生物種類估計多達100多萬種，單位面積中的生物種類比熱帶雨林還要多。”他説。此外，珊瑚礁有另一個不為人知的貢獻：它對於維持全球碳循環至關重要。“大氣中的一部分碳元素被海水吸收，以珊瑚礁的形式固定下來埋入海底。如果碳元素進入海水後不能固定下來，依舊保持在大氣中，那麼地球的溫室效應將會更加嚴重。”張教授説。

　　因此，拯救珊瑚礁迫在眉睫。種種殘酷的數據和嚴峻的現實表明，只有減排，從根本上減少二氧化碳排放量才是遏制海水酸化以及全球變暖趨勢的最佳途徑，才能更好地保護珊瑚礁。“在一定程度上，珊瑚礁生態環境的破壞程度和人口密度成正比，也同人類的經濟活動成正比。”張教授説。

　　我國珊瑚礁面臨嚴峻挑戰

　　按照世界資源研究所2002年的計算，我國珊瑚礁面積合計約7300平方公里，佔世界珊瑚礁總面積的2.57%。在全球變暖的現實面前，中國珊瑚礁的保護同樣面臨嚴峻的挑戰。“珊瑚生長在海洋的潮下帶，一般在海平面下三四十米以淺生長得最好。而珊瑚礁海岸區的城市發展，挖塘養殖，圍海造田，養蝦、曬鹽等經濟活動，以及炸魚、毒魚、拋錨等捕魚方式，都會對珊瑚生態系統造成破壞。”張教授介紹説。

　　例如海南三亞鹿回頭地區的珊瑚礁，在最靠近港口和城市的岸段，活珊瑚已基本消失並難以恢復。鹿回頭岸段活珊瑚的覆蓋率在上世紀60年代達到80%～90%，2006年已下降到12%，原來茂盛的活珊瑚帶如今已是一片荒涼。“可以預見，未來全球氣候變化的影響將會逐漸加強，我國珊瑚礁海岸將面臨最緊迫的威脅。”張教授不無憂慮地表示。