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能力。

珊瑚礁是海洋的雨林，是數以千計的海洋生物的家園，它們通過漁業、旅游業和制藥業每年為人類提供數十億美元的收入，還保護沿海土地免受風暴的侵蝕和破壞。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，大堡礁部分區域的海洋溫度超過或接近珊瑚白化的高風險閾值數周，這直接導致大堡礁五年來第三次大規模白化事件，大堡礁的珊瑚遭到了非常廣泛的破壞。

白化事件頻發

在熱帶海洋中，通常與珊瑚相關的鮮艷色彩是由與其共生的藻類產生的。這種共生關系非常微妙：珊瑚蟲是無脊椎動物，依靠生活在其體內的藻類通過光合作用來獲取富含能量和營養的化合物。藻類反過來從珊瑚蟲的代謝廢物中獲得營養，兩者互惠互利，和睦共處。近年來，人類活動導致全球海洋溫度穩步上升，這對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的特里·休斯（Ter-ry Hughes）和同事在9天的時間里，對1036個獨立的珊瑚礁進行了航測。結果顯示，大堡礁25%的珊瑚礁被嚴重漂白，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。這并非是大堡礁經歷的首次嚴重漂白事件。在1998年、2002年、2016年和2017年，大堡礁先后四次經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經歷的第三次“大規模白化事件”。

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

多種因素加重傷害力度

珊瑚礁是世界上最多樣化的生態系統之一。這種生物多樣性使它們成為海洋保護的優先事項。許多國家已經投資海洋保護區來保護珊瑚礁生態系統，但是海洋保護區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生成碳酸。由于碳排放的增加，更多的二氧化碳進入海洋，額外的碳酸產生。海水的酸性越強，它所能容納的碳酸鈣就越少。硬珊瑚是造礁珊瑚，它們的石頭狀結構由碳酸鈣構成，碳酸鈣與許多海洋生物（包括牡蠣、蛤蜊和蝸牛）的貝殼中發現的物質相同，這些海洋物種需要碳酸鈣來建造保護殼和外骨骼。珊瑚蟲也必須能夠從海水中獲取可用的鈣，才能形成堅硬的骨骼。在珊瑚蟲生命的早期階段，這一點尤其重要，因為珊瑚蟲會附著在堅硬的物質上，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，已經有多項科學研究證明，海洋中微小的動植物，如原生生物、浮游植物，會受到微塑料的影響，這對依賴不同生物之間共生關系存活的珊瑚蟲來說是另一個威脅健康或生存的嚴重問題。在漂白事件中，有些珊瑚通過改變它們的飲食來自保，它們會以被稱為浮游動物的微小海洋生物為食，進而躲過漂白的傷害。這些浮游動物尺寸與微塑料相仿，所以當珊瑚蟲用觸手將食物掃進嘴里時，會連帶海水里的微塑料一起吃進去。

2019年12月發表在《科學報告》（Scientific Reports）的一項研究就表明，當珊瑚蟲轉向以浮游動物為食物時，確實會連帶吃下微塑料，塑料中含有的添加劑會影響珊瑚蟲的健康。2020年4月，《光化層》（Chemo-sphere）上發表的文章探索微塑料對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系統中最普遍的光合共生體——枝角藻。在暴露于微塑料環境中1周后，枝角藻的群體大小和細胞大小均顯著減少。在測量了細胞內與應激反應和解毒相關的酶的活性后發現，超氧化物歧化酶(SOD)的成分升高，谷胱甘肽S-轉移酶(GST)顯著降低。另外，在細胞死亡或凋亡的信號中，一種關鍵的酶被提高了。

所有這些變化提高了細胞的應激水平，降低了細胞自身的解毒能力，最終導致暴露在微塑料中的藻類細胞的健康狀況下降。珊瑚蟲的基因調控數據也顯示，微塑料可以作為應激源，影響營養吸收，抑制細胞解毒活動，影響光合作用，并增加細胞自我毀滅的機會。

復蘇的努力

珊瑚礁對環境變化非常敏感，多重壓力孤立或結合起來，可能導致珊瑚礁的健康狀況急劇惡化。2016年和2017年的聯合調查顯示，三分之二的大堡礁已經嚴重退化。在正常情況下，這種損失需要十年才能恢復。但現在有些地區每年或每隔一年就會出現白化現象，增加了恢復的難度。

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

2019年11月29日發表在《自然通訊》（Nature Communications）上的一項研究稱，通過揚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合在一起形成了獨特的生物聲景。幼魚在尋找落腳點時會聽到這些聲音。隨著蝦和魚的消失，珊瑚礁在退化時變得異常安靜。

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，將水下揚聲器放在一塊塊死亡的珊瑚上播放健康的珊瑚礁錄音，發現到達并停留的魚的數量是沒有播放聲音的同等區域的兩倍。科學家據此表示，魚類對于珊瑚礁作為健康生態系統的功能至關重要，以這種方式增加魚類數量有助于啟動自然恢復過程，抵消對許多珊瑚礁的破壞。當然，將魚吸引到死礁不會讓它自動復活，但是，魚類清潔珊瑚礁并為珊瑚再生創造空間，就為復蘇提供了支撐。

2020年地球日（4月22日）當天，埃森哲、英特爾和蘇魯拜環境基金會共同宣布了一個依靠人工智能用于監測、表征和分析珊瑚礁復原能力的項目：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，并已經收集了大約4萬張圖片，這些圖片被研究人員用來實時評估珊瑚礁的健康狀況。如果在菲律賓的試點計劃獲得成功，那么CORaiL項目就可以用來監測世界上更多的瀕危珊瑚礁種群。

從地方管理創新到國際政治行動，人類需要在各個層面推進珊瑚礁的復原。而談到氣候變化對珊瑚礁的影響，沒有快速的解決辦法。從長遠來看，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，可以通過解決當地的壓力來提高珊瑚礁的復原力，比如來自陸地污染源的徑流和過度捕撈魚類。