海洋变暖、酸化正使全球珊瑚礁面临空前危机

大堡礁是世界上最大的堡礁型珊瑚礁岛礁群。然而，根据澳大利亚昆士兰大学研究小组日前公布的最新研究结果，如果继续保持目前的二氧化碳排放增长率，最多10年，大堡礁便会死去。

不仅如此，在全球二氧化碳排放居高不下的今天，海洋变暖和海水酸化，正悄然侵蚀着地球珊瑚礁的未来。

珊瑚和珊瑚礁是两个不同的概念。珊瑚虫死亡后其骨骼就成为礁块，在其上面再长出新的珊瑚，珊瑚礁就是如此长期累积而形成。

世界上规模最大的珊瑚礁是位于澳大利亚的大堡礁。它北起托雷海峡，南至弗雷泽岛附近，长达2000多公里，由2900多个礁体和约940个大小岛屿沙洲组成，总面积达20.7万平方公里。很难想象，这项庞大工程的建造者，竟然是直径只有几毫米的腔肠动物珊瑚虫。每个珊瑚虫分泌碳酸钙骨骼形成自己的“房子”。这些“小房子”一个叠一个地形成，珊瑚群落就会像城市一样扩张，其他海洋生物依附上来繁衍生息，把一簇簇珊瑚礁块“黏合”为整体。壮观的珊瑚礁群落就是珊瑚虫日积月累造就的奇迹。

澳大利亚海洋科学研究所的首席科学家查理·韦朗介绍说，大堡礁海域内有400多个石珊瑚物种，它们构筑了三维的环境框架，是其他一切生物的栖息之所。作为一个异常丰富的生态系统，大堡礁庇护着5000种软体动物、1800种鱼、125种鲨，还有数不清的微小生物。多彩的海藻装点着礁石，每一条缝隙都有数以万计的生物栖居在里面。

中科院南海海洋研究所海洋地质专家张乔民教授在接受本报专访时介绍，珊瑚的生长速度非常缓慢。通常枝状珊瑚每年可长10cm左右，块状珊瑚长几毫米到1cm。从地质上冰后期海平面上升算起，以珊瑚这样的生长速度来估计，大堡礁全新世礁体底部距今恐怕已经达1万年之久。

六年前，生物学家们还对大堡礁的命运相对乐观，那时人们发现部分珊瑚虫即使在温度较高的海水中也能适应。然而，最新公布的多项研究结果显示，拥有如此强大应变能力的珊瑚虫在全球范围内也不到25%。研究者计算出，在目前的海水变暖速度下，大堡礁珊瑚虫每年必须向南移动15公里才能保持良好生存状况，但整个珊瑚礁系统却不具备此种能力。

张教授介绍，从地质史上的历史数据可看出，工业革命以来，随着大气中二氧化碳排量的不断增加，海水变暖、酸化加剧，其变化速度超越了此前数百万年间变化的总幅度。作为气候变化指标性的海洋生态系统，珊瑚礁首当其冲受到考验。2008年估计被破坏而失去的珊瑚礁占全球珊瑚礁总面积的19%，这个趋势还在蔓延中。尽管如此，张教授认为，大堡礁十年内或将死去的预测也许有些夸张。“大堡礁一直是受人类活动影响最小、‘健康状况’最好的珊瑚礁。如果大堡礁10年就会死去，那么我们沿海地带的珊瑚礁恐怕5年就会消失。”他说。

在珊瑚虫内部，生活着一种被称为“虫黄藻”的单细胞藻类，两者形成互利共生关系。虫黄藻提供珊瑚虫所需能量的90%以及色素。张教授说，适合珊瑚生长的海水温度为18～29℃，若海表温度异常升高，比如30℃或更高，且持续一定时间，虫黄藻就会离开珊瑚另寻寄主，珊瑚虫失去虫黄藻提供的营养和颜色，珊瑚便只剩下碳酸钙骨骼，呈现出白骨般的颜色，慢慢走向死亡，这就是珊瑚的白化现象。由于海水温度异常升高，1998年曾发生过一次全球性的珊瑚白化危机。这一年出现了有记录以来最高的全球平均气温，当时，全球16%珊瑚白化死亡，印度洋的珊瑚死亡率更高达80%～90%。

珊瑚礁大规模白化是全球变暖的第一个生物指示迹象。“工业革命后二氧化碳排量不断增高是全球气候变化的根源。”张教授说。如今，全球气温比起工业革命前已经升高了将近1℃。科学家预计，未来50年二氧化碳的增加和温度的升高都会超过过去50万年珊瑚礁繁茂生长时期的水平。IPCC（联合国气候变迁小组）预测，2100年热带海洋将升温1～3℃，珊瑚礁可能是因全球变化而失去的第一个生态系统。张教授表示全球气候变化对珊瑚礁影响的严重性还在于，珊瑚及其共生藻很可能无法保持与气候变化同步的适应性遗传变化。

全球二氧化碳排放居高不下，除带来海洋变暖的恶果，还产生一个邪恶的“双生儿”：海水酸化。海水酸化和造礁生物钙化率降低是全球珊瑚礁骨架建造的重大威胁。澳大利亚海洋学家西尔弗曼2009年预测当二氧化碳的浓度翻番到560ppm时，所有的珊瑚礁将停止生长并开始溶解。

工业时代以来，燃烧煤等原料产生了大量二氧化碳，海水正在以不可想象的速度变酸。张教授介绍，相比起工业革命前，如今，表层海水全球平均酸碱度（pH值）已经降低了0.1个单位。虽然只是0.1，对海洋生物带来的影响却是很大的。变酸的海水会侵蚀珊瑚礁，导致一些鱼类无家可归。

这当中的过程是这样的：海水本为微碱性，但如今每年人类排放数十亿吨二氧化碳，其中 1/3或1/4会被海洋吸收，持续吸收的二氧化碳会使代表海水中酸性强度的指标氢离子增加，随着氢离子增多，海水的微碱性状态减弱，酸度增加，海水中碳酸盐离子浓度随之降低，这导致碳酸钙钙化速率降低，从而严重影响到珊瑚礁等海洋钙质生物的钙化过程。

对珊瑚礁系统来说，最易被酸腐蚀作用伤害的是快速生长的枝状珊瑚。一旦礁盘的骨架变得脆弱，就容易被海浪、风暴、疾病、污染物等击碎。“根据大堡礁69个礁的328个块状滨珊瑚样品的分析结果，1990年以来珊瑚钙化率下降14.2%，其中主要因素是线性生长率下降13.3%。这是至少过去400年没有出现过的区域性急剧下降。”张教授说，按着这个变化趋势下去，“未来如果大气中CO2浓度达到480ppm，海水中碳酸盐离子浓度达到200μmol/kg，那将是珊瑚礁生态系统发生重大变化的临界点。这对珊瑚礁来说是灾难性的，地球上的珊瑚礁群落或将不复存在。”

珊瑚礁对海洋生态系统和人类生活都有重要意义。张教授介绍，珊瑚和虫黄藻互利共生造就的生态系统堪称“海洋绿洲”，其生物多样丰富性又可称之为“海洋热带雨林”。“珊瑚礁是海洋中生物多样性最高的一个生态系统，生物种类估计多达100多万种，单位面积中的生物种类比热带雨林还要多。”他说。此外，珊瑚礁有另一个不为人知的贡献：它对于维持全球碳循环至关重要。“大气中的一部分碳元素被海水吸收，以珊瑚礁的形式固定下来埋入海底。如果碳元素进入海水后不能固定下来，依旧保持在大气中，那么地球的温室效应将会更加严重。”张教授说。

因此，拯救珊瑚礁迫在眉睫。种种残酷的数据和严峻的现实表明，只有减排，从根本上减少二氧化碳排放量才是遏制海水酸化以及全球变暖趋势的最佳途径，才能更好地保护珊瑚礁。“在一定程度上，珊瑚礁生态环境的破坏程度和人口密度成正比，也同人类的经济活动成正比。”张教授说。

按照世界资源研究所2002年的计算，我国珊瑚礁面积合计约7300平方公里，占世界珊瑚礁总面积的2.57%。在全球变暖的现实面前，中国珊瑚礁的保护同样面临严峻的挑战。“珊瑚生长在海洋的潮下带，一般在海平面下三四十米以浅生长得最好。而珊瑚礁海岸区的城市发展，挖塘养殖，围海造田，养虾、晒盐等经济活动，以及炸鱼、毒鱼、抛锚等捕鱼方式，都会对珊瑚生态系统造成破坏。”张教授介绍说。

例如海南三亚鹿回头地区的珊瑚礁，在最靠近港口和城市的岸段，活珊瑚已基本消失并难以恢复。鹿回头岸段活珊瑚的覆盖率在上世纪60年代达到80%～90%，2006年已下降到12%，原来茂盛的活珊瑚带如今已是一片荒凉。“可以预见，未来全球气候变化的影响将会逐渐加强，我国珊瑚礁海岸将面临最紧迫的威胁。”张教授不无忧虑地表示。