


2015年10月8日,小熊队自2003年以来首次进入国家联盟决赛;南卡罗来纳州,在一场历史性的洪水将该州淹没,不到一天的时间内就带来了高达16.6英寸的水量,仍然在洪水中挣扎,并为即将到来的更多降雨做准备;美国国家海洋和大气管理局(NOAA)宣布了第三次全球珊瑚白化事件,并指出原因是全球海洋温度异常偏高。根据本周发表在《PeerJ》杂志上的一项研究,该事件摧毁了夏威夷头号旅游景点——恐龙湾自然保护区周边的珊瑚礁。研究人员发现,这个浮潜天堂的珊瑚礁中,47%最平坦、最宽阔的区域发生了白化。恐龙湾不到10%的珊瑚死亡。
珊瑚是动物,由于其骨骼、岩石状的结构以及生长缓慢、行动迟缓的特性,常常被误认为是矿物质。令人困惑的是,这些生物体内寄居着植物。共生藻生活在珊瑚内部,赋予它们鲜艳的色彩,并提供急需的氧气和废物清除。
但是,当珊瑚暴露在过热或有毒的水中时,它们会排出这些共生藻,导致出现白化现象,呈现白色。白化不仅使珊瑚失去吸引力,还会使它们更容易死亡和患病。严重的白化会导致珊瑚死亡,并摧毁珊瑚礁(珊瑚礁本质上是单个珊瑚的集合体),留下白骨嶙峋的墓地。尽管珊瑚礁仅占海洋环境不到1%,但它们却栖息着25%的海洋生物。
研究人员称,像恐龙湾遭受重创的全球白化事件极其罕见——有记录以来的第一次发生在1998年,第二次发生在2010年——而气候变化被认为是主要驱动因素。这种损害也不仅仅局限于夏威夷:在2016年和2017年连续两年的白化事件之后,世界上最大的珊瑚礁——澳大利亚的大堡礁,有50%的珊瑚发生了白化。
“直到1983年,科学界才发现有重大的白化事件,”研究作者、夏威夷大学海洋生物学研究所的研究员Ku‘ulei Rodgers说。“在此之前,白化事件是局部的,而非区域性的,更不用说全球性的了。Rodgers的研究由Paul Jokiel协助完成,他创建了夏威夷第一个广泛的珊瑚礁监测项目,但于2016年去世。“在这里,夏威夷我们只在1996年经历过一次白化事件,然后珊瑚就恢复了,”Rodgers说。“与世界上许多地方不同,直到2014年,我们这里的情况都很好。”
但是珊瑚礁在2014年和2015年都发生了白化。
“在这项研究中,我们想了解的是同一地点内和不同地点之间的差异,”Rodgers说。“在恐龙湾内,我们想描述不同的洋流,看看白化和死亡在不同区域是否不同。有些区域有大量的游客,通过游泳者和浮潜者,但远处的水域通常不受影响。这是否帮助它们生存了下来?”
为了了解变暖是如何影响恐龙湾周围珊瑚礁的,研究人员将恐龙湾分成四个象限,并从2015年6月到2016年1月每隔十五分钟记录一次水温。他们还追踪了水流模式,以更好地了解洋流在白化中的作用。
“我们发现人类活动并没有影响到白化,”Rodgers说。“白化发生在两个区域。”
像这样的研究很重要,因为虽然海水变暖是全球珊瑚白化发生的根本原因,但局地人类活动——从农业污染到物理破坏(例如今年早些时候一艘英国游轮撞上印度尼西亚的珊瑚礁,造成1800万美元的损失)——不仅会加剧变暖事件的影响,还会使珊瑚礁在事后更难恢复。由于恐龙湾是一个保护区,它受到的与人类相关的压力比其他珊瑚礁少——例如,没有过度捕捞,也没有由农业径流造成的沉积。

最大的因素是什么?水体循环。在洋流循环的区域,珊瑚白化和死亡率更高。这对于任何去过海滩或湖泊的人来说都有些道理。来自深海的水比岸边的水冷,因为浅水更容易被太阳加热。如果水进来又出去,那问题就不大了,但如果水在浅水区循环,随着时间的推移越来越暖,问题就大了。
在正常情况下,这不会是问题。但由于气候变化,情况已不再正常。
珊瑚在73到84华氏度(约23到29摄氏度)的水温下生长最佳(尽管有些物种可以耐受更冷或更热的温度)。如果过去,水温进来是80华氏度(约27摄氏度),由于循环达到84华氏度(约29摄氏度),这不会有问题。但如果同样的水进来是84华氏度(约29摄氏度),循环后达到88华氏度(约31摄氏度),这几度的温差就足以杀死至少一部分珊瑚。
“夏威夷创世史诗被称为 Kumulipo,讲述了最初被创造的生物以及之后出现的生物,”Rodgers说。“而第一个生物就是珊瑚虫,从珊瑚虫产生了珊瑚群落,然后从中产生了所有的其他海洋物种——鱼类等等。然后陆地植物和动物也随之出现。这表明夏威夷人非常了解珊瑚对整个生态系统的重要性,以及一切是如何紧密联系在一起的。”
“当你有大量的珊瑚时,你也有大量的鱼类,因为有些鱼是珊瑚食者,它们只吃珊瑚,”Rodgers说。“其他的鱼则在寻找藏身之处,还有些鱼吃里面的无脊椎动物。当有珊瑚的时候,这里就是一个蓬勃发展的区域。”
但如果我们不能让珊瑚礁摆脱“热”水,这种繁荣就会消失。