珊瑚礁可能比我们想象的更麻烦

大规模的珊瑚死亡表明我们的预测过于乐观
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2015年,南中国海发生了一场前所未有的海洋变暖事件,导致珊瑚礁死亡。摄影:Thomas DeCarlo,伍兹霍尔海洋研究所

警告:珊瑚礁对全球变暖的敏感性可能比最初预测的要高得多。

根据《科学报告》杂志上的一项新研究,由于当地天气状况加剧了适度的海洋变暖,南中国海一个偏远环礁中有百分之四十的珊瑚死亡。研究人员通过分析活体珊瑚核心的白化历史,还得出结论,此次事件是过去40年来最严重、规模最大的一次。

2015年6月,南中国海的风异常平静。受太平洋厄尔尼诺现象影响,东沙环礁以外的开阔水域比正常温度高出约两摄氏度。但环礁上方的水温甚至更高:由于季风的消失,通常会搅动海水以维持环礁与周围开阔水域温度一致的环流消失,因此在两度异常的基础上又增加了四度的升温。

“这个非常浅的珊瑚礁上基本上就像一个巨大的游泳池,在阳光下被烤着,”该论文的合著者Tom DeCarlo说。DeCarlo目前是西澳大利亚大学的研究员,但在伍兹霍尔海洋研究所攻读博士学位期间进行了这项研究。

“所以我们看到的是,由于这次局部区域的珊瑚礁加热事件如此极端,短短几周内就导致了近一半的珊瑚死亡,”DeCarlo说。与一般的珊瑚白化事件相比,这是相当快的。

这一发现与珊瑚受到全球变暖威胁的大背景非常吻合。但这项研究表明,“珊瑚礁不像开阔海域那样运作,”合著者、伍兹霍尔大学教授Anne Cohen说。

“在某些条件下,开阔海域相对较小的温度变化,在珊瑚礁上可能会导致显著的升温,远超你仅从开阔海域变暖中预期的幅度,”Cohen说。

但DeCarlo说,对未来一个世纪珊瑚礁状况的预测是基于开阔海域的数据。“当你将这些局部效应叠加或添加到全球变暖趋势之上时……它就越过了珊瑚礁所能承受的阈值,”DeCarlo说。

DeCarlo补充说,人们尚未以系统化的方式将局部条件纳入全球气候模型。“实际上,你可以非常精确地计算出非常小范围内的珊瑚礁温度,”DeCarlo说。“有人正在东沙环礁上这样做,”DeCarlo说,他们正在构建基于环礁周围水流和太阳能量的模型。

“将这种局部模型纳入更大范围的气候模型是可能的,”DeCarlo说。“你无法精确到2030年6月将发生一次白化事件。但你可以根据我们预计的大规模气候变化,说这个特定的珊瑚礁可能会发生白化事件,具体取决于天气模式。”

全球变暖危及全球珊瑚礁生态系统。随着温度升高,珊瑚会排出其体内的共生藻类。一旦珊瑚失去提供光合作用和能量的藻类,它们就会白化、饥饿,最终死亡。

科学家们对导致珊瑚大规模死亡的温度阈值有一些了解。“《巴黎气候协定》讨论的白化温度远低于2摄氏度升温,而长期来看,理想目标是将升温控制在1.5摄氏度以下,”美国国家海洋和大气管理局(NOAA)珊瑚礁观测站协调员Mark Eakin说。

Eakin说:“这项研究有助于确保我们了解可能发生的情况,因为如果我们允许发生1.5或2摄氏度的升温,那么局部条件就可能极大地增加珊瑚的压力,导致严重的白化和死亡。”

“我们真的需要努力减少二氧化碳排放,减缓海洋变暖,如果可能的话,最终扭转海洋变暖,”Cohen说。但同时,“迫切需要找到能够应对海洋变暖的珊瑚礁系统。”

在他们对东沙环礁的研究中,珊瑚物种对极端温度升高的白化和死亡反应不同。“我们看到一切都白化了,”DeCarlo说,但六周后,有些物种恢复了,而有些则没有。“这其实相当典型。有一种叫做Acropora的鹿角珊瑚,生长速度非常快。你经常会看到它们的照片。它们形成巨大的珊瑚丛,有粗壮的枝干,”DeCarlo解释说。“它们受到的打击最严重,死亡率最高。”还有Porites珊瑚,它们“更像巨石形状,是巨大的珊瑚,”DeCarlo说。它们白化了,但没有死亡。

未来,Cohen希望找到更有可能存活下来的珊瑚礁。“如果我们能找到对变暖有高度耐受性的珊瑚礁,我们就可以与政府合作,保护这些珊瑚礁免受其他有害活动的侵害,”她说。

“所有的珊瑚礁都需要帮助,”Cohen补充道。“但我们不可能保护所有珊瑚礁,因为保护每一处珊瑚礁都不现实,”她说。“所以,一种思考方式——这只是其中一种思考方式——是随着海洋变暖,那些能够应对变暖的珊瑚礁更有可能生存下来,所以我们应该尽力帮助它们。”

珊瑚礁需要它们所能获得的一切帮助。“自2014年6月以来,一直存在全球性珊瑚白化事件,至今已持续33个月,并且仍在继续,”NOAA珊瑚礁观测站的Eakin说。“大堡礁正在发生严重的白化。这是一个影响全球许多地区的问题。”

 

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