一名潜水员在2019年检查了法属波利尼西亚的漂白珊瑚。

一名潜水员在2019年检查了法属波利尼西亚的漂白珊瑚。Alexis Rosenfeld / Getty Images

在全球珊瑚礁灾难中寻找明亮的斑点

关于世界珊瑚礁的第一份报道,由于全球变暖而导致损失,这是一个严峻的画面。但是有希望的迹象 - 一些地区正在珊瑚生长,研究人员发现,如果给予十年的热水缓刑,珊瑚可以恢复。

当生态基因组学家克里斯蒂安·沃尔斯特拉(Christian Voolstra)于2009年开始在沙特阿拉伯的珊瑚工作时,他工作的最大奖金之一是在华丽的礁石上潜水。事情变了。“我刚刚在9月回来,我感到震惊,”现在在德国康斯坦茨大学的Voolstra说。“有很多瓦砾。鱼不见了。颜色缺少。”

这是一个可悲但现在熟悉的故事。本月初,全球珊瑚礁监测网络发布了第一个报告整理珊瑚的全球统计数据,记录40年来73个国家 /地区12,000个地点的礁石状况。总体而言,他们报告说,从2009年到2018年,全世界损失了14%的珊瑚 - 大约11,700平方公里的珊瑚被消灭了。

Voolstra说:“如果这发生在亚马逊上,如果一夜之间变成了白色或黑色,那将是到处都是新闻。”“因为它是水下,所以没人注意到。”

珊瑚面临着全球变暖的艰难时期:长时间的海洋热浪,在上升,导致珊瑚驱逐其共生藻类(称为Zooxanthellae),使漂白的珊瑚弱和脆弱。对于珊瑚而言,当地污染仍然是一个问题,但全球变暖正在成为主要威胁。在2018年,国际气候变化小组报道说,全球变暖的1.5摄氏度将导致全球珊瑚礁下降70-90%(变暖目前站立在1.2度c)。一个2度的C较温暖的世界将损失超过99%的珊瑚。

一位珊瑚研究人员说:“关键是您节省了一些礁石,以便他们可以经历气候变化的黑暗时代。”

有一些希望。全球珊瑚礁监测网络报告表明,如果从热水中获得大约十年的缓刑,珊瑚可以在全球范围内恢复。一些景点,尤其是东亚的珊瑚三角(占全球珊瑚近三分之一的珊瑚三角),已经逆转了这一趋势并看到了珊瑚的增长。有暗示珊瑚可能适应温暖的条件。从选择性繁殖超级珊瑚到在压力礁上散布益生菌,研究正在蓬勃发展,以改善珊瑚的恢复。

“我希望,” Voolstra说。他说,但这将要快速行动,即使那样,我们也无法拯救所有礁石。“这不可能。关键是您节省了一些礁石,以便他们可以经历气候变化的黑暗时代。”

从1978年开始,当全球珊瑚礁监测网络的数据收集开始时,几十年来,全球珊瑚礁的硬珊瑚一直保持稳定。1998年,由于第一次全球大规模漂白事件,这种情况发生了巨大变化。世界各地的温暖水域很大程度上是由强大的厄尔尼诺现象摧毁了全球约8%的珊瑚,相当于总计6,500平方公里。“所有戏剧始于1998年,”全球珊瑚礁监测网络协调员,汤斯维尔澳大利亚海洋科学研究所的研究员戴维·苏特(David Souter)说。“珊瑚实际上在持续短而急剧的温度升高方面非常出色,但是当珊瑚开始持续几个月时,我们会看到真正的问题。”

然而,令人惊讶的是,到2010年,全球珊瑚的覆盖范围大约可以追溯到1998年前的水平。“这是个好消息,”苏特说。“即使礁石被撞倒,他们又重新站起来。”Souter说,当“旧生长”珊瑚被淘汰时,进入的新珊瑚通常会更快地生长,杂草(就像森林大火后的树木一样)。他说,这种增长很棒,但是这些机会主义的珊瑚通常更容易受到疾病,热和风暴的影响。

这些图形详细介绍了过去40年中10个地区硬珊瑚覆盖的变化。在1998年,热浪杀死了约8%的生命珊瑚之后,受影响的地区恢复了。现在,随着温度的升高,全球礁石正在下降。

这些图形详细介绍了过去40年中10个地区硬珊瑚覆盖的变化。在1998年,热浪杀死了约8%的生命珊瑚之后,受影响的地区恢复了。现在,随着温度的升高,全球礁石正在下降。全球珊瑚礁监测网络和澳大利亚海洋科学研究所

自2010年以来,全球下降主要是这种趋势,使珊瑚降至1998年的水平以下。这在很大程度上是由于在2010年和2015年至2017年的两次全球漂白事件中,珊瑚尚未得到足够的缓刑。自2019年以来,现场直播的珊瑚却有2%的增长,尽管现在还为时过早。“如果您是一个非常乐观的人,您可能会说即使温度很高,也会发生这种情况,因此也许我们正在看到适应性。” Souter说。

在1990年代和2000年代初期珊瑚的漫长,相对稳定和健康的时期内,平均礁石约为30%的生命硬珊瑚和15%的大藻类,如海藻和草皮。珊瑚是藻类的两倍。自2009年以来,该比率已下跌至1.5左右,因为礁石大藻繁殖了20%。尽管海藻也是一个生产性生态系统,但它与礁石制作的复杂建筑并不相同,并且支持不同的鱼类。

令人鼓舞的是,东亚海洋的所谓珊瑚三角脱颖而出,是一个大胆的例外。该地区几乎拥有世界上三分之一的珊瑚礁 - 并且它无视更多的活着的珊瑚和较少的尽管水温升高,但今天的大藻类比1980年代初期。认为这要感谢遗传多样性在该地区的600种珊瑚中,珊瑚可以适应温暖的水域。苏特说:“也许多样性提供了一些保护,而健康的草食性鱼类和海胆人群正在减少海藻。

协调该报告的科学家说:“礁石保留了反弹能力的事实,这真是太神奇了。”

珊瑚的其他三个主要全球地区 - 太平洋,占全球总数的四分之一以上;澳大利亚,有16%;加勒比海占10% - 今天的珊瑚比测量开始时少于珊瑚。Voolstra说:“加勒比海是一个非常悲惨的案件。”新疾病擦干他们。

苏特指出,一切都会更糟。他说:“平均而言,礁石可能比我想象的要好。”“礁石保留了反弹能力的事实,这真是太神奇了。”

面对惩罚条件,全球珊瑚保护主义者正在努力保护珊瑚免受污染,并积极恢复它们。一最近的研究由澳大利亚詹姆斯·库克大学(James Cook University)的丽莎·博斯特罗姆·内尔森(LisaBoström-Inarsson)领导,在文献中拖网,发现了56个国家 /地区的360多个珊瑚修复项目。大多数人专注于从繁荣的地方移植到一个苦苦挣扎的地方,或者在托儿所“园艺”的婴儿珊瑚并将其植入它们。它们还包括创新的努力使用电力为了促进人造礁石的钙化(一个旧但仍在争议的想法),并使用钻石刀片将速度较小的小微碎片切成慢增长的珊瑚。

其他研究人员正在试行项目喷雾珊瑚幼虫在最需要它的礁石上 - 这应该比手工植入珊瑚更快,更容易,但是目前尚不清楚有多少幼虫生存。Souter说:“如果起作用,它将产生更大的收益。”

生态学家克里斯蒂安·沃尔斯特拉(Christian Voolstra)(左)和一位同事收集珊瑚片段,以进行快速压力测试,以确定其韧性。

生态学家克里斯蒂安·沃尔斯特拉(Christian Voolstra)(左)和一位同事收集珊瑚片段,以进行快速压力测试,以确定其韧性。皮特·韦斯特

Boström-Inarsson及其同事发现,在这362个项目中,恢复的珊瑚的平均生存率为66%。但是这些快乐的数字掩盖了更多清醒的事实。几乎一半的项目仅在几个国家。大多数持续不到18个月;中位数为100平方米。更糟糕的是,珊瑚的收益通常是暂时的。在印度尼西亚的一个案例中,一个为期三年的项目急剧增加了珊瑚覆盖物和鱼类 - 然后在该项目结束六个月后被热浪摧毁。

Voolstra说,这种努力仍然值得,并提高人们对珊瑚的认识。但是这里有一些技术这可能会使它们更加有效,并且规模更大。

一种大胆的策略是选择性繁殖珊瑚以创建超级构造最好适应一个温暖的世界 - 但这项工作仍然非常初步。“珊瑚比母牛需要更长的繁殖和饲养时间,因此我们一直在押注已经在寻找已经存在的耐热个体上,而不是在实验室中制作新的人。”重点关注太平洋岛国帕劳的珊瑚。Palumbi开发了一个坦克,该坦克通过现场进行热测试来运行小型珊瑚样本,现在正在努力使其更便宜 - 他说,部分是通过借用房屋酿造行业的零部件。Voolstra也开发了用于现场应力测试的工具。他今年夏天从保罗·艾伦基金会全球努力。

研究人员正在为珊瑚建立紧急的“诺亚方舟”,使他们的遗传多样性在陆地上的坦克中生存。

不过,耐热性并不是珊瑚需要的唯一东西。选择可以在热量中生存的人也可能会无意中选择对疾病耐药性较低的人,或者生长较慢。“我们需要更好地理解这一点,” Voolstra说。

另一种策略是调整生活在珊瑚和周围周围的生物,并帮助它们成长,包括共生动物群和细菌。Voolstra说,让珊瑚采用耐热的动物园是一个好主意,从理论上讲可能会产生巨大的影响,但很难做到。联盟就像是一场亲密的婚姻,很难改变。变化的珊瑚细菌倾向于生活在珊瑚外部的粘液层上,这更容易,并且似乎可以增强整体珊瑚健康。Voolstra说:“它们以相同的方式漂白,但恢复更好。”由微生物学家拉奎尔·佩克托(Raquel Peixoto)领导的一项最新研究表明益生菌中的起泡珊瑚热浪后可以将珊瑚生存提高40%。“这仍然是实验性和概念证明,”佩克托(Peixoto)说,他正在尝试机器人潜艇,该潜艇可能会将缓慢释放的益生菌丸掉到礁石上,以在数周内缓慢释放细菌。

在澳大利亚,还有一个进一步的选择是亮云在礁石上试图保护他们免受极高的热量。苏特笑着说:“这完全是左场。”但应与农业云种子相同的方式工作:喷雾的海水雾气鼓励云层形成并屏蔽地面免受直接光线的影响。今年研究人员试用了这个想法。他们尚未发布结果。如果工作起作用,扩大规模将是一个庞大的项目:他们预计他们需要一千个电台,每个站都有数百个喷雾器来降低太阳辐射6.5%在热浪期间,在大屏障礁上。关于努力是否值得的能源成本以及对整个地区生态系统的净影响会产生什么问题。

研究人员在泰国Ko Phi Phi的苗圃中的煤渣块上种植珊瑚。一旦达到一定尺寸,珊瑚将被移植到针对恢复的珊瑚礁。

研究人员在泰国Ko Phi Phi的苗圃中的煤渣块上种植珊瑚。一旦达到一定尺寸,珊瑚将被移植到针对恢复的珊瑚礁。安娜·罗伊克(Anna Roik)

Voolstra说,要了解这些策略的实际实用性,还需要做更多的工作,以了解实际有效的方法。他说:“然后,您将卡车上的钱投入到真正有所作为的任何事情中。”Peixoto说,不同的珊瑚礁将需要不同的解决方案,使所有这些策略变得重要。“这全是甲板上的手:

同时,Voolstra支持在Sanctuaries大量投资的想法:像北部红海一样,珊瑚已经适应了处理热水,但受到其他因素的威胁,例如污水,污染,建筑和养鱼场。当地解决与非气候有关的珊瑚危害的努力可能非常有效。伯利兹屏障礁储备系统是起飞例如,在保护该生态系统并禁止石油开发的推动之后,2018年世界遗产的名单。

如果保护人类的少数避难所似乎并没有足够大的努力,那么去年也是研究人员启动了一个项目为了为整个全球水族馆的珊瑚建造紧急的“诺亚方舟”,使其在陆地上的坦克中保持生命。


Voolstra说,当IPCC在2018年宣布2018年的珊瑚中,有99%的珊瑚将在2度C暖世界中丢失时,这真是令人震惊。他说,现在的目标是将99%的人降至90%或更少,以便礁石至少有机会弹跳。“无论我们做什么,它都会变得更糟,然后再变得更好。”