珊瑚礁灾害和应变能力---转帖

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白化是珊瑚收到压力的最佳证明

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白化是珊瑚收到压力的最佳证明
气候变化

气候变化引起的温度升高对珊瑚礁的破坏远胜于其它破坏力。上个世纪，全球气候变化升温0.7°C，其中尤以最后30年的温度升高最为剧烈。由于人类活动，气候暖化，并继续温暖，温室气体（如二氧化碳）不断排放。而自然界在过去几千年来一直持续着变冷的趋势，正好与当前趋势相反。在总体变暖的趋势之上，还出现了厄尔尼诺现象拉尼娜现象，包括大规模的火山爆发，往往能左右当年的气候变化。我们正在经历较弱的厄尔尼诺现象，也就是发生在全球的暖冬。我们看到了拉尼娜强硬的一面和厄尔尼诺温柔的一面。

高温可以导致珊瑚白化。当珊瑚白化，它们失去了很大一部分（90％）的共生藻和这些藻类的光合色素。珊瑚白化在几十年前就被发现了，但都发生在个别地区的某种珊瑚中。从1980年开始，发生了大规模珊瑚白化现象。这样的事件中，珊瑚白化不是一种，而是一个区域内的所有珊瑚都白化。白化是珊瑚受到巨大压力的结果。虽然有时条件符合时珊瑚可以恢复，但大部分的珊瑚还是死去了。恢复往往是一个缓慢的进程。有些珊瑚从白化恢复后，生长速度降低（恢复即达到正常的虫黄藻密度）。有些甚至在恢复后10年仍然不能达到正常的生长速度。

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大规模的珊瑚礁白化发生在1980年代和1990年代，正是气候变化剧烈，厄尔尼诺现象明显的时期。本世纪早期的厄尔尼诺现象并没有导致大规模的珊瑚白化，不像1980年代，主要是因为早期气候温度升高不多，在可调节范围内。1998，厄尔尼诺现象达到顶峰。1998年热带地区达到有记录以来温度最高的一年，平均气温上升0.7度。果然，有史以来规模最大的白化现象在1998年发生。世界各地的珊瑚礁白化，大约16%热带珊瑚死于白化。有些地方死亡率不高，而有些地方珊瑚死亡率相当高。（换句话说，运气不好）。例如，马尔代夫有超过90％的珊瑚死亡。在过去十年中，白化伴随着厄尔尼诺现象出现，同时也开始出现在非厄尔尼诺年。今天，如果哪个夏天，地球的某个地方没有发生大规模白化才是不正常的。

个别珊瑚礁大规模白化的频率大约是5-10年。随着气候持续变暖，白化的频率和严重程度将增加。根据目前情况，珊瑚白化在某些珊瑚礁发生频率为2-3年一次，这将持续20-30年时间，假如珊瑚能够适应这种改变，随后的50年内，其频率将升高为每年一次。这里存在一些好消息和一些坏消息。好消息是，将有可能进化出更耐高温的珊瑚和共生虫黄藻。因此，我们可以希望在气候不断变暖的同时，至少有一些珊瑚仍然健康。坏消息是，更多的珊瑚无法应对气候的剧烈变化，而白化和死去。此外，最近的研究表明，更多的二氧化碳诱导海水酸化，加剧了气温对虫黄藻的影响压力。如果海洋酸化能刺激珊瑚对温度变化更敏感，我们只能希望它们能够更快的适应温度的变化。

除了白化，气温升高还导致了珊瑚幼虫成活率低的问题。高温导致珊瑚生长缓慢，降低免疫能力。这些因素综合在一起，减缓了珊瑚的生长和繁殖。

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生态恢复

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生态恢复

想象一下，你要穿过茂密的丛林。你必须开出自己的路。几个星期后，你经过该地区再次看到你手拿砍刀开出的道路，上面已杂草丛生，覆盖了整个道路。现在，让我们与清除北方小路上的地衣做个比较。因为地衣生长在地面上，只要轻轻的走过就会破坏它们。多次走过这条路，地衣的生长就被抑制住了。如果不走这条小路，几个星期后，地衣会覆盖我们的小路吗？不会。那么几个月？不会。如果我们等待几年？即使这样，也不太可能。相反，它可能需要几十年修复破坏处。

对比两个生态系统对破坏的恢复能力，有着巨大的不同，我们将恢复定义为呈现破坏前稳定的状态。在生态系统中，恢复被称为应变能力。一个具有高度应变能力的生态系统，在受到破坏后能够迅速的恢复到破坏前的状态，而不是走向崩溃。如果应变能力差，则很有可能走向衰亡。例如，如果一片森林经历火灾后能恢复到火灾前的状态，说明它的应变能力很强。相反，如果森林让位于森林草原，则说明这片森林的应变能力差。

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礁岩生态应变能力

早期的研究人员研究了牙买加北岸的珊瑚礁岩以及其如何运行生态系统。那里的珊瑚礁是非常壮观的，在某种程度上可与加勒比海和印度洋最好的珊瑚礁媲美。自上一次冰期后，这些珊瑚礁才开始生长，已经茁壮生长了数千年。在此期间，它们经历了无数次的飓风和其它破坏，但它们都挺过来了，并不断扩张。在过去几千年里，这些珊瑚显示出了极强的应变能力。

1980年，牙买加遭受飓风艾伦，一类5级，珊瑚礁重大损失，特别是分支鹿角和埃尔克霍恩（鹿角掌叶）珊瑚。3年后，一些掉落在海床上的珊瑚碎片开始恢复。好景不长，1983年王冠海胆在该处暴发，95%的珊瑚死亡。海胆暴发数月后，海藻覆盖了所有海床。活珊瑚的覆盖率下降到5％，而海藻覆盖面积从5％增至近90％。直到今天，这片礁岩的很多地方仍然保持珊瑚覆盖率低，藻类覆盖率高的情况，有些是最近才呈现复苏的明显迹象。为什么这些珊瑚在这几十年内应变能力发生了如此大的变化呢？

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过度捕捞

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一是过度捕捞。在牙买加食物链被破坏，通过考古证据确定，这里的生物链中主要食藻者是sea龟而不是鱼。数百年前，这里绿sea龟数量及其丰富，而不是像今天这样只有几百只。

他们组成了一个巨大而有效的珊瑚礁藻类消耗群体。当他们被捕捞殆尽，其他一些食草动物，如吊类，龙鱼类和海胆继续消耗礁岩上的藻类。上个世纪，包括吊类和隆头鱼也成了捕捞对象。1960年代和1970年代，牙买加海域的鱼类生物数量已经很低了，但由于礁岩仍被各种珊瑚所覆盖，依然相对健康。1983年，恐怖终于袭来：海胆成了唯一的食藻动物，并大量感染疾病。没有足够食藻生物，珊瑚礁很快变成了牧场。沿海污染，沉淀物增加（源于不良的土地利用方式），珊瑚疾病，与气候变化联手扼杀了珊瑚礁生态的恢复。

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这个惨例中的一些迹象已经在其他的珊瑚礁出现并证明。首先，足够的功能性生物是应变能力的关键。如果1983年海胆大量死亡，而绿sea龟还有相当数量，能够消耗藻类，则结果会截然不同。话虽如此，功能性生物多样性也是应变能力的关键。例如，最近在大堡礁的工作表明， 仅有一种食藻动物是不够的，每种食藻动物有其特定的食藻类型。吊类和隆头鱼是非常有效较短藻类的消耗者，能保持礁岩区海底的清洁，为珊瑚和其它无脊椎动物做准备。它们对长藻和巨藻无效。相反，一些特定种类如狐狸鱼和蝙蝠鱼担当这个角色。好比割草机修剪草坪没有问题，但不能用来修整树墙。修枝剪能搞定树墙，却不能用来修剪草坪。在许多生态系统中，生物多样性是生态应变能力的核心。

另一个确证的因素是慢性压力阻止了礁岩的恢复。慢性过度捕捞，沉淀物增加等，阻止了该系统的恢复，其它地方也如此。因此，当大型灾害发生时（如飓风，白化等），礁岩生态只是跌倒谷底。更多的破坏只能导致珊瑚死亡，而珊瑚礁能否恢复还要看慢性压力。

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总结

各种各样的灾害，从与飓风到COTS暴发到气候变化等，都在对珊瑚礁施加压力。一旦条件适合，它们能立即恢复。如果条件不允许，它们会走向崩溃。问题的核心在于，不同种类的食藻生物有助于提高珊瑚礁的应变能力。种类的多样性和同种类基因遗传的多样性，都有助于提高珊瑚礁的应变能力。尽量减少或消除诸如过度捕捞，颗粒沉淀，营养盐增多等（尤其是人类给与的慢性压力）有助于提高珊瑚礁的应变能力。有效的管理也能够提高珊瑚礁的应变能力，并帮助它们从自然和人为破坏中得到再次复苏的机会。