珊瑚礁是种类繁多的海洋生物的家园。它们提供食物，抵御风暴损害，维持旅游业并激发敬畏之情。“如果我们失去珊瑚，我们就失去我们星球的重要组成部分，”Kiho Kim说。
Kim，美国大学环境科学系的教授，一直在研究珊瑚在我们日益变暖和日益污染的世界中的命运——他对他发现的结果感到担忧。
最近，他和他的同事们研究了来自污水处理厂和化粪池的氮对关岛珊瑚骨骼的影响。关岛是美国的一个领土，在过去60年里经历了剧烈的生态变化。他们的研究发表在《海洋污染公报》杂志上。
组成珊瑚礁的多样化生态系统正因气候变化、过度捕捞和污染而遭受全球性损失。最近，科学家们发现，海水变暖导致澳大利亚大堡礁大片区域白化。
Kim对此感到担忧，但他也感到乐观，认为迄今为止的大部分损害都是可以逆转的。“我们确实看到了污染压力的迹象，”他说。但是，“总的来说，珊瑚礁是具有恢复力的，如果压力源被移除，它们是可以恢复的。”
他的研究并未涉及海洋酸化的影响，这是碳污染的结果。然而，“酸化和变暖加剧了污染的影响，”他说，并补充道：“如果我们能清理我们的沿海水域，也许珊瑚和其他生物能更好地适应气候变化。”
他还指出，在珊瑚礁靠近人类聚居地的地区，“污染在珊瑚礁的健康程度上可能比酸化起着更重要的作用，因为污染水平的变化要大得多。”
当珊瑚生长时，它们会沉积骨骼层，Kim将这一过程比作建造一栋公寓楼。“它始于一个房间，一个看起来像微型海葵的珊瑚虫，它分裂并建造了另一个房间，由第一个珊瑚虫的基因相同的珊瑚虫占据，”他解释道。
“这使得珊瑚可以横向生长，”他继续说道。“此外，珊瑚通过增加楼层来向上生长。在珊瑚的情况下，只有顶层由珊瑚虫占据。所以当你取出一个核心时，你可以看到年轮，或者‘楼层’。你实际上需要对分开的核心进行X光检查，因为这些层肉眼不易察觉。”
该团队与关岛东部Togcha河流域的珊瑚合作，该流域的社区污水处理厂排放的废物沿河向下游流入珊瑚礁。Kim和他的同事们从河口附近一个巨型珊瑚群落中提取了一个骨骼，该区域的水深约20英尺。他们使用连接到潜水气瓶的高压气钻，取出了一个两英尺多长的核心。
然后，他们用一个水泥塞堵住了这个孔。后来检查时，他们发现珊瑚组织正在覆盖水泥塞，这表明珊瑚仍然是健康的。
研究人员随后测量了珊瑚中氮同位素的比例。对于氮来说，有两个同位素：15N和14N，数字指的是原子核中中子的数量。科学家通过检测两种同位素的不同重量来测量生物样品中15N和14N同位素的相对丰度。
“在我们的研究中，我们专注于氮，因为氮常用于污染研究，因为不同的氮源具有不同的重氮（15N）与轻氮（14N）的比例，”他解释道。
“例如，化肥的重氮与轻氮的比例较低，”他补充道。“另一方面，污水中重氮与轻氮的比例较高。通过分析生物材料中重氮与轻氮的比例，我们可以弄清楚大部分氮来自哪里。通常，它要么是化肥，要么是污水，这是沿海环境中氮的两个常见来源。”
在这种情况下，毫不意外，损害来自污水中的氮。
科学家们使用一种新方法——普林斯顿大学科学家、研究合著者王星辰（Xingchen Wang）开发的一种化学技术——从珊瑚骨骼中提取氮进行同位素分析。新工艺需要的珊瑚骨骼材料要少得多，从而更好地保留了骨骼。
“新方法能够分析实际的骨骼，而不是残留在骨骼中的组织残余，”他说。“组织残余不丰富，这意味着传统的测量方法需要采集大量的骨骼才能获得足够的组织进行同位素分析。而我们新方法只需要采集更少的骨骼。”
研究人员记录的氮污染与过去60年来关岛人口增长相关。仅在1960年至1980年间，Togcha河流域的人口就增长了十倍。
Kim说，关岛人民“可以采取措施应对污染”。“有技术可以从污水中去除氮等营养物质，虽然成本非常高……但我们必须权衡升级处理厂的成本与失去珊瑚礁和生态系统的成本。通过适当的成本效益分析，数学上通常倾向于支付保护珊瑚礁和其他沿海生态系统。”
玛琳·西蒙斯为Nexus Media撰稿，该媒体是一家涵盖气候、能源、政策、艺术和文化的联合新闻社。
