海底花園的建筑師

珊瑚蟲不過(guò)幾厘米甚至幾毫米大小，但它們卻是海洋最偉大的建筑師。當(dāng)它們聚集在一起，不斷擴(kuò)大自己的隊(duì)伍時(shí)，便形成了巨大的珊瑚礁。珊瑚礁面積不到整個(gè)海洋環(huán)境的1%，但卻是地球上25%的海洋生物的家園。

根據(jù)珊瑚的骨骼特性，可分為硬珊瑚和軟珊瑚。硬珊瑚可以分泌碳酸鈣作為骨架，這種堅(jiān)硬的骨架在日積月累的堆砌后便形成礁石，因此這類珊瑚是珊瑚礁主要的建筑師。而軟珊瑚分泌的骨骼沒(méi)有那么堅(jiān)韌，但它們?cè)谏汉鹘傅纳L(zhǎng)中仍然發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。

此外，根據(jù)其生長(zhǎng)水域還可分為淺海珊瑚和深海珊瑚。淺海珊瑚體內(nèi)有共生藻，能夠利用陽(yáng)光進(jìn)行光合作用，從而為珊瑚的生長(zhǎng)提供必要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。而深海珊瑚卻不依賴共生藻類提供食物，因?yàn)樗鼈兩钤谏詈５紫?，缺乏?yáng)光。但它們能夠依靠自身的力量捕食，當(dāng)它們被觸碰時(shí)，刺囊細(xì)胞會(huì)分泌毒素，從而捕獲獵物。

陸地附近的珊瑚礁往往依賴于其他相互關(guān)聯(lián)的生態(tài)系統(tǒng)才能茁壯成長(zhǎng)。比如生長(zhǎng)于咸水環(huán)境的紅樹林，能過(guò)濾污染物，為珊瑚礁生物提供營(yíng)養(yǎng)，從而有利于保護(hù)珊瑚礁群落的生物多樣性。而生長(zhǎng)在紅樹林和暗礁之間的海草，則能保持水的清潔，為食草動(dòng)物提供必需的食物。研究表明，生長(zhǎng)于紅樹林的珊瑚礁不容易發(fā)生白化。

珊瑚礁白化是由于水溫過(guò)高引起珊瑚死亡的現(xiàn)象。珊瑚對(duì)于水溫波動(dòng)極為敏感，如果水溫過(guò)高，它們會(huì)驅(qū)逐共生藻，最終導(dǎo)致缺乏營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)而死亡。

2016年發(fā)生了最嚴(yán)重的珊瑚白化事件。在過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)里，海面溫度上升約1℃，對(duì)珊瑚礁產(chǎn)生了巨大影響。著名的大堡礁也難逃此劫，受災(zāi)嚴(yán)重的地區(qū)67%的珊瑚都受到了影響。有些科學(xué)家甚至認(rèn)為大堡礁將不復(fù)生機(jī)，但幸運(yùn)的是，目前大堡礁仍然存在。

不過(guò)令人驚訝的是，澳大利亞西北海岸的金伯利珊瑚礁似乎已經(jīng)適應(yīng)了極端的溫度。這個(gè)地區(qū)的高溫環(huán)境，對(duì)于生活在其他地方的珊瑚物種來(lái)說(shuō)可能是致命的，但金伯利珊瑚礁卻具有適應(yīng)這種環(huán)境的能力，呈現(xiàn)一片生機(jī)勃勃的景象。這是不是意味著高度變化的環(huán)境使它們具備抗白化能力呢？目前科學(xué)家還在研究當(dāng)中。

另一個(gè)令人驚訝的發(fā)現(xiàn)是亞馬孫珊瑚礁。亞馬孫河口是含沙淡水的水域，明顯不利于珊瑚礁群落的形成，但是泥沙底下的深海之處卻聚集著珊瑚礁生物。雖然它的生物多樣性低于常見的珊瑚礁系統(tǒng)，但這已經(jīng)足以讓科學(xué)家感到驚喜。

深海珊瑚礁

并不是所有的珊瑚都生長(zhǎng)在陽(yáng)光充足的淺海水域，實(shí)際上在黑暗的深海之下也廣泛分布著珊瑚。沒(méi)有陽(yáng)光的它們靠什么謀生呢？原來(lái)它們能夠依靠刺囊細(xì)胞捕捉漂浮在水中的食物來(lái)獲得營(yíng)養(yǎng)。

這些珊瑚更喜歡生活在食物豐富、水流快速的區(qū)域，它們能在-1℃的水域生存，科學(xué)家甚至在南極冰冷的水域發(fā)現(xiàn)了它們的蹤跡。面積最大的深海珊瑚礁是羅斯特珊瑚礁，位于挪威羅斯特島附近，長(zhǎng)約40千米。與淺海珊瑚礁一樣，深海珊瑚礁也是許多海洋生物的庇護(hù)所。

神秘的“甜甜圈”礁石

2016年，科學(xué)家利用光學(xué)雷達(dá)（LiDAR）技術(shù)在澳大利亞海域探測(cè)到了新型的甜甜圈狀礁石，其覆蓋面積達(dá)到6000平方千米。它比著名的大堡礁更深，但年齡相近。它的形成主要?dú)w功于一種富含鈣質(zhì)的綠藻，隨著藻類的生長(zhǎng)與死亡，碳酸鈣沉積物也隨之堆砌形成巨大的礁石，而這據(jù)說(shuō)要耗時(shí)上萬(wàn)年。就像樹的年輪一樣，科學(xué)家可以利用它的結(jié)構(gòu)來(lái)了解它的年齡，甚至可以探索海洋過(guò)去的氣候情況，其價(jià)值不可估量。

亞馬孫珊瑚礁

為了獲得生長(zhǎng)所必須的氧氣和養(yǎng)料，珊瑚常見于清澈且鹽度合適的海域。然而，大自然往往會(huì)出乎意料地給人類一份大驚喜。2016年，科學(xué)家在亞馬孫河口發(fā)現(xiàn)了覆蓋面積達(dá)9500平方千米的珊瑚礁。理論上亞馬孫河流域水質(zhì)渾濁且為淡水，極其不利于珊瑚的生長(zhǎng)，這叫科學(xué)家怎能不驚奇？

其實(shí)早在20世紀(jì)70年代，科學(xué)家就注意到了該地區(qū)具備存在珊瑚礁的可能性，當(dāng)時(shí)他們捕獲了與珊瑚礁有關(guān)的海洋生物。但是直到2016年才正式發(fā)表學(xué)術(shù)文章證實(shí)此處確實(shí)存在珊瑚礁。雖然亞馬孫珊瑚礁較之于其他珊瑚礁來(lái)說(shuō)相對(duì)貧瘠，但是從捕獲的海綿、魚、珊瑚等樣本來(lái)看，泥漿底下亦是一片生機(jī)勃勃。

亞馬孫河與大西洋匯合之處，會(huì)形成淡水和海水混合的羽狀流。該羽流的遷移隨季節(jié)不同而改變，顯著影響著海水表面的鹽度和珊瑚礁生物的分布。在南部光照充足，所以存在很多典型的珊瑚礁生物。然而越往北的地方受羽流攜帶的泥沙影響越大，珊瑚礁生物更多是海綿和其他珊瑚礁建造者。

珊瑚礁是一種具有豐富的生物多樣性的海洋生態(tài)系統(tǒng)，是許多海洋生物的家園。它對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境的要求非常苛刻，對(duì)環(huán)境的變化極其敏感，是監(jiān)測(cè)海洋環(huán)境變化的重要生物指標(biāo)。但是近年來(lái)，全球氣候變暖導(dǎo)致珊瑚礁白化事件頻發(fā)，保護(hù)珊瑚礁刻不容緩。

更好地了解珊瑚礁，才能更好地保護(hù)珊瑚礁。然而由于其生長(zhǎng)環(huán)境的特殊性，給我們?cè)黾恿嗽S多困難。遙感技術(shù)的發(fā)展給我們帶來(lái)了新希望，它使珊瑚礁的研究工作變得更加容易。利用遙感技術(shù)可以對(duì)一些不易進(jìn)行常規(guī)勘測(cè)的海域進(jìn)行探測(cè)，獲取更清晰的遙感影像、更全面的信息，我們才能更好地了解珊瑚礁的健康狀況。我們甚至可以通過(guò)分析珊瑚礁的化學(xué)性質(zhì)了解到更多關(guān)于地球氣候的信息，從而更好地保護(hù)珊瑚礁，保護(hù)我們賴以生存的環(huán)境。

在保護(hù)珊瑚礁、保護(hù)環(huán)境這方面，人類已經(jīng)作出了許多努力。比如目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)廣泛開展的人工魚礁建設(shè)，通過(guò)將模仿珊瑚礁裝置投放至海洋，為海洋生物提供良好的棲息地。美國(guó)宇航局斥資開啟“珊瑚”計(jì)劃、各國(guó)簽署氣候條約等措施，其目的是保護(hù)與我們?nèi)祟惞泊娴纳锏募覉@，也是保護(hù)我們?nèi)祟惿娴募覉@。

人工魚礁

顧名思義，人工魚礁是一種人造的海底堆積物，為魚類等海洋生物提供繁殖、生長(zhǎng)的場(chǎng)所。廢棄的輪胎、木材、船只等都可以作為人工魚礁的材料。

“珊瑚”計(jì)劃

珊瑚礁是海洋中重要的生態(tài)系統(tǒng)，是許多海洋生物的家園。為了更好地了解和保護(hù)珊瑚礁，2016年美國(guó)宇航局開啟了一項(xiàng)耗資上千萬(wàn)美元的“珊瑚”計(jì)劃。利用宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室研制的先進(jìn)傳感器，工作人員從空中掃描從澳大利亞到夏威夷的太平洋海域的珊瑚礁，從而獲得更全面、完整的信息，這有助于科學(xué)家更清楚地分析珊瑚礁的情況。

氣候變化與珊瑚礁

海水溫度升高

溫度升高，珊瑚蟲會(huì)排出共生藻，從而導(dǎo)致珊瑚缺乏營(yíng)養(yǎng)供給而死亡。

海平面上升

這可能會(huì)伴隨著更多的沉淀物，阻止共生藻利用陽(yáng)光，從而導(dǎo)致珊瑚窒息而亡。

風(fēng)暴

氣候變暖可能意味著更強(qiáng)更密集的風(fēng)暴，而這會(huì)帶給珊瑚礁嚴(yán)重的破壞。

降水量增加

攜帶淡水、沉積物以及陸地污染物的徑流增加，導(dǎo)致藻類大量繁殖，搶占珊瑚礁生物所需營(yíng)養(yǎng)。

改變洋流

這可能會(huì)影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)的流動(dòng)，導(dǎo)致珊瑚缺乏食物，并阻礙珊瑚幼蟲的擴(kuò)散。

海洋酸化

珊瑚的生長(zhǎng)需要固化海洋中的碳酸鹽，而由于吸收過(guò)多的二氧化碳，海水的酸性增強(qiáng)，這會(huì)使碳酸鹽的固化過(guò)程變得更加困難，從而減緩珊瑚的生長(zhǎng)。