珊瑚礁保护 -珊瑚礁的现状和面临的问题

康俊 · 发表于海洋科普 2023-10-28 12:35:22

“珊瑚缝隙里头有很多奇奇怪怪的小动物，比如长得很可爱的小螃蟹，害羞得东躲西藏的小鱼。当你一靠近，它们就跑到缝隙的最里头，等你离远一些，它们又探头探脑跑出来找吃的……”在《72小时不间断直播蹲守深圳野生珊瑚“下蛋”》活动中，张浴阳生动地描绘着珊瑚礁城市里的生活。

张浴阳是中国科学院南海海洋研究所副研究员，2008年从澳大利亚留学回国以后，专门从事珊瑚礁生态修复工作，所以又被许多人亲切地称为“珊瑚爸爸”。

珊瑚礁是石珊瑚目的动物形成的一种结构，为众多海洋生物提供了能量和庇护。这种长期沉寂于海底的生物现在为什么需要修复？它面临着哪些威胁？人类应该如何拯救它？

2023年6月8日是第十五个世界海洋日和第十六个全国海洋宣传日。近日，张浴阳接受了读特新闻的专访，讲述了这片海底世界背后的故事。

珊瑚即将产卵，有小鱼在珊瑚间等候捕食。（图片来自蓝蹼志愿者Ivy Lin）

充满变数的生命

5月25日至26日，张浴阳受邀做客读特新闻推出的“72小时不间断海底直播”，一边和网友一起蹲守深圳野生珊瑚产卵，一边给大家科普珊瑚礁的知识。这并非张浴阳的“荧幕首秀”，对他来说却是一次“有意思的”体验。

“大家都怀有热情去做这件事情。”张浴阳说，直播间里的每个人都带着期待，希望给观众展现珊瑚的产卵过程，展现深圳的海底世界，大家都在为此而努力。“深圳热心于海洋保护的人非常多，而且组织力很强，能够持之以恒地投入到保护珊瑚礁的工作中，这一点最难得。”

不过，大自然总存在着许多不确定性，今年对野外珊瑚集中产卵的“蹲守”要比预计的来得漫长。

张浴阳（右）做客“72小时不间断海底直播”，为网友科普珊瑚知识。

研究资料显示，珊瑚主要有无性繁殖和有性生殖两种增殖方式，其中有性生殖是指多个珊瑚个体在同时期内释放配子（精子和卵细胞），任其在海水中结合形成受精卵的过程，这是珊瑚保证其基因多样性和种群健康的重要手段。

张浴阳表示，如果珊瑚的排卵同步性好，一株珊瑚很可能在一天之内就把所有的配子全部排完，整片海域里的同种珊瑚，基本上也都集中在这个晚上或者相近的两三个晚上同时排卵，这样更有利于卵子受精。但当环境不适合的时候，比如即将发生台风或暴雨，珊瑚也有可能会推迟排卵时间，等恶劣天气过去后再生产。有时候，同一种类的珊瑚还可能分两次产卵。

珊瑚集中产卵。（图片来自蓝蹼志愿者）

珊瑚产卵需要有合适的条件，而这些条件也并非绝对的。“有人说，月圆之夜珊瑚会排卵，其实很多珊瑚就不一定选择在月圆之夜，我们也记录到有的珊瑚在新月时候排卵的。”张浴阳还表示，虽然人们观察到大部分珊瑚是在晚上8点至10点之间排卵，但也有的选择在凌晨时间。

怎样确定珊瑚的产卵时间？张浴阳坦言，科学家仍在摸索这个答案。在中国台湾，有研究员尝试通过分析珊瑚的激素水平来判断具体的产卵时间，但这个过程并不容易，因为不同种类的珊瑚对应的激素也不一样。

不仅珊瑚产卵存在不确定性，“珊瑚宝宝”的命运也充满未知。张浴阳说，珊瑚卵被排出以后会漂向水面，开始在大海里“远行”。它们不知道自己将去往何处，有可能在出生后不久就成为其他海洋生物的食物；有可能在海上一直找不到合适的附着点，最后因为能量耗尽而死亡；也有可能找到一个船底或者一个漂浮已久长有钙藻的塑料瓶依附；或者找到一个合适的珊瑚礁附着。

“它有一定的自我决定权：虽然没办法决定我去往哪里，但是我可以决定附着在哪里。当它们找到想要附着的地方，就开始在那里‘安家立业’了。”张浴阳说。

珊瑚卵被排出以后会漂向水面，开始在大海里“远行”。（图片来自蓝蹼志愿者）

“海洋中的热带雨林”

作为海洋中最具生物多样性的生态系统，珊瑚礁又被称为“海洋中的热带雨林”。

“珊瑚礁在海洋生态系统里所占面积不到千分之二，但依靠珊瑚礁生活的海洋生物占据整个海洋生物种类的大约30%。它就相当于海洋中的大都市一样，生物量高，生物种类又多，能同它相比的只有陆地上的热带雨林生态系统。”张浴阳说，珊瑚礁是海洋中非常重要的生态系统集中点。

这种重要性不仅表现在珊瑚礁是许多海洋生物的繁殖地，还是重要的中转站。比如人们熟知的金枪鱼，这种鱼类在远行途中经常沿着珊瑚礁的外围游动，因为它们要通过捕食在珊瑚礁里面的小鱼补充能量。

珊瑚礁的生物多样性对人类也有着重要的意义和价值。张浴阳举例称，珊瑚礁就像一个潜在的“药物库”，可以从中提取到药物或化妆品所需的成分。另外，珊瑚礁因其色彩斑斓、丰富多样的形态，也为旅游业提供了支持。

“很多人都没有意识到珊瑚礁的一项重要功能，它其实是保护海岸的重要屏障。”张浴阳表示，国外有研究表明，健康的珊瑚礁可以消除海浪能量97%，降低波高84%，保护海岸的价值达到150万美元每公里。

珊瑚礁保护海岸示意图。（图片来自The Pew CharitableTrusts）

在美国佛罗里达州，有些保险公司甚至愿意主动投钱去做珊瑚礁的人工修复。因为当地沿海一带建了不少豪宅，如果遇到刮台风等极端天气，房屋受损严重，保险公司就要掏一大笔钱用在房屋维修或赔偿上。为了减少海浪对房屋的影响，保险公司开始主动去修复珊瑚礁。

珊瑚礁还与国家领土和主权有着密切关系。张浴阳解释道，珊瑚礁一般以每年1厘米左右的速度向上生长，当它露出水面后，逐渐由“礁”变“岛”，进而成为重要的领海基点。如果珊瑚礁退化，岛屿就会在海水侵蚀下慢慢缩小甚至消失，这就相当于丧失了领海基点，海洋国土面积也会随之减少。

珊瑚礁生存危机

实际上，珊瑚礁的退化并非假设。澳大利亚研究人员评估了1995年至2017年间，全球最大的珊瑚礁系统——大堡礁的珊瑚群落和大小，发现大、中、小型珊瑚数量减少了50%以上。2019年，英国《自然》杂志发布的相关文章称，如果全球变暖以目前的速度继续，全世界的珊瑚礁到2070年可能会全部消失。

“珊瑚礁现在面临的最大难题就是全球变暖。”张浴阳进一步解释称，珊瑚对温度很敏感。只要其生长环境的水温比适宜水温的上限高出2-3℃，珊瑚与体内虫黄藻的共生关系就会被打破。虫黄藻开始逐渐离开珊瑚，珊瑚因此失去了重要的能量来源，然后出现“白化”——整株珊瑚白得像粉笔一样。

2017年在澳大利亚凯恩斯拍摄的白化的大堡礁珊瑚。（图片来自新华社）

公开资料显示，大堡礁曾遭受海水升温的持续影响，在2016年和2017年连续出现珊瑚大量白化的事件。2016年，海水升温在大堡礁远北部和北部造成超过26%和67%的珊瑚死亡。2017年，珊瑚礁白化进一步恶化，位于大堡礁中部和南部的珊瑚也受到了巨大的影响。

“并不是说白化了就一定会死。”张浴阳表示，如果水温在一两周内恢复到适宜生存的温度，珊瑚还会从海水中重新捕获虫黄藻，并跟它重新构建共生关系，白化现象就会慢慢消退。但目前，海水高温经常持续几个月，人类没办法在短时间内解决全球变暖、海水升温的问题，所以珊瑚礁的退化一直在发生。

2021年，为延缓大堡礁珊瑚白化速度，澳大利亚科学家尝试将海水喷洒到空中制造“海水云”，为珊瑚礁遮挡阳光。（图片来自新华社）

除了气温影响，珊瑚礁还时刻遭受着过度捕捞、污染、长棘海星暴发等多种威胁。

根据中国科学院南海海洋研究所与澳洲研究团队的合作研究报道，截至2010年，中国广东、广西、海南沿岸的珊瑚礁在过去的30年中，由于人类活动破坏和污染导致失去了80%的造礁石珊瑚数量；而南海的珊瑚岛礁尽管没有污染的影响，但由于渔业的过度捕捞和长棘海星的暴发，在近10-15年珊瑚平均覆盖率从60%下滑至20%左右。

令张浴阳最为印象深刻的，是2009年在西沙华光礁的一次潜水。当天第一次下水调查时，张浴阳发现“珊瑚退化得严重，鱼类也很少”，结果什么都没拍到。第二次下水的时候，张浴阳索性不带相机了，没过多久却发现远处有一个黑影游过来。大约两三秒后，他认出那是一头鲸鲨。

这头鲸鲨的个头不算大，大约5米长，在水里缓缓摆尾游得非常舒畅，从张浴阳面前经过时，二者之间只有不到一米的距离。“我本来想伸手去摸一下，不是都快碰到了嘛，后来想了想又把手收回来了，就安静地看着它慢慢游过去。”张浴阳说，在鲸鲨摆尾的时候，他能清楚地看到鲸鲨的尾鳍下端折断了，“那应该是被渔网刮过后留下的伤痕”。

张浴阳与鲸鲨的相遇不到一分钟，很快，这个庞然大物又消失在人类的视线里。“虽然没有留下任何影像，但能看到它已经很满足。”张浴阳感慨道，这是他人生第一次，也是迄今为止唯一一次见到野生的鲸鲨，兴奋的同时也感到有些可惜，“因为这也在一定程度上说明，我们现在海底的生物多样性确实不够高。”

2021年9月14日，工作人员在海南三亚蜈支洲岛海域清理缠绕在珊瑚上的渔网和绳子。（图片来自新华社）

人工干预下的珊瑚礁再生

珊瑚礁的退化速度远远超过人类的想象。在2015年之前，许多人并不认为珊瑚礁需要人工修复。“他们认为只要做好保护，珊瑚礁自然就会好起来。”张浴阳说，当时澳洲有很多科研人员都持这种态度。可是经过2016年和2017年大堡礁连续出现珊瑚白化之后，当地政府也开始把人工修复珊瑚礁提上了日程。

人工修复珊瑚礁的方式主要包括有性繁育和无性培育。有性繁育是指将收集到的珊瑚配子放在人工环境下孵化出珊瑚幼虫，经过一段时间培育后，最终将珊瑚苗种移植到野外环境的过程。

“有性繁育技术一旦有所突破，它对珊瑚礁修复有很好的推动。”张浴阳表示，将不同的珊瑚母体杂交，可以产生一些耐热的、耐寒的或者生长速度更快的优良品种，之后再把它们移植回自然环境中，有助于提高珊瑚礁整体的生长质量。

但是，有性繁育技术的主要难关还没被完全攻克。张浴阳说，根据全球多地的实验研究情况，人工繁育出的珊瑚幼体在附着以后往往会出现死亡，并且一旦大规模繁育，其死亡率就会大大升高，甚至会达到90%以上，造成这种现象的原因目前尚不清楚。

另外，这项技术还需要大量的时间、人工和资金投入。张浴阳算了一笔账，有性繁育需要一个珊瑚缸，如果按照两立方米左右的体积来计算，它一年仅用于海水配置和电力的成本就要5-10万块钱。而珊瑚从一颗受精卵长到可以移植野外环境的大小，往往需要至少2-3年时间。

根据自然资源部南海局发布的相关资料，珊瑚的生长速度非常缓慢，有些种类每年只长不到1厘米，生长最快的珊瑚当属鹿角珊瑚，每年也只能长5至10厘米左右。大型的珊瑚礁往往需要成千上万年，甚至上亿年的生长时间。

“现在珊瑚数量下降得太快了，我们等不起那么长的时间。”张浴阳表示，有性繁育珊瑚是很好的技术储备，可如果想快速增加珊瑚的数量，无性培育的效率会更高一些。

这也是张浴阳的主要研究方向，“我们希望通过优化无性培育技术，把成本降下来，把规模提升上去”。

张浴阳在水下固定珊瑚分枝。（采访对象供图）

珊瑚的无性培育又被称为造礁石珊瑚的断枝培植技术，与植物的断枝再生类似。研究员从海底采集回珊瑚断枝，拆解成5-10厘米长的分枝放在苗圃上培育。等珊瑚幼苗长到适合移植的大小（大约15厘米），再选定水质、温度、地形等环境条件合适的海域，把它们固定到自然的珊瑚礁或人工礁体上。

张浴阳表示，珊瑚断枝从幼苗阶段长到可以移植的大小只需要一年左右时间，比有性繁育所需时间缩短了一半以上，不仅能降低成本，幼苗的成活率也有较大提升。

在采访过程中，张浴阳给读特新闻记者播放了几段海底视频，这是他和同事在东锣岛海域调查拍摄的画面。其中一段视频里，一株株体型娇小、呈暗黄色的鹿角珊瑚分枝被固定在礁体上。由于刚“种植”6个月左右，这些珊瑚分枝之间仍有明显的间隙，用于固定的钉子依然清晰可见。在另一段视频里，“种植”约四年时间的鹿角珊瑚分枝已经长成强壮的珊瑚，每一株珊瑚又延伸出许多新的分枝，它们密密麻麻地覆盖在海底礁石上，形成一大片连贯的珊瑚生境，与海底自然形成的珊瑚礁没有明显区别。

珊瑚分枝在水下培育。（采访对象供图）

“那里曾经也有很多长得像这样子的鹿角珊瑚，但后来退化掉了。”张浴阳遗憾地说，2009年他在东锣岛海域潜水的时候，看见过很多美丽的鹿角珊瑚，有些珊瑚的体型甚至像一张床那么大。可后来再去看的时候，很多鹿角珊瑚已经退化，海底变得十分荒凉。“所以我们决定，要让鹿角珊瑚在这里重新长回去。”

除此之外，选择“种植”鹿角珊瑚还有另外一个原因，那就是“它生长速度最快，功能性也最好”。张浴阳说，修复珊瑚礁一方面是为了恢复生物资源，另一方面还要改善水下景观。鹿角珊瑚可以很快恢复珊瑚礁的结构，为鱼类提供栖息和繁殖的空间，而且它具有很好的观赏性。

通过断枝培植技术培育出来的鹿角珊瑚。（采访对象供图）

媒体资料显示，截至2023年3月，中国科学院南海海洋研究所研究人员在蜈支洲岛海域、瑞吉码头海域、小东海海域、小洲岛海域、西岛海域、东锣岛海域都有开展珊瑚礁生态修复工作。根据当地不同的底质及水流情况，分别设计并搭建了树形珊瑚苗圃、框架珊瑚苗圃等，培育珊瑚断枝达30000株以上，底播移植珊瑚40000株以上，修复面积达20000平方米。

跟监测珊瑚产卵一样，人工移植珊瑚也是全程“潜水式”作业，所以张浴阳经常要穿戴潜水装备到海底操作。“如果一次移植一两百株珊瑚幼苗，一般由两三个人下水操作就好；如果是大规模的移植，数量上万的话，可能就需要二三十人同时去操作。”张浴阳粗略统计了一下，一年里他通常要潜水100多次。

每个人都能参与珊瑚保护

“人工移植的珊瑚就跟野生珊瑚一样，受到人为干扰或高温影响一样会退化。所以，我们要继续去保护珊瑚礁。”张浴阳说。

人类应该如何保护珊瑚礁？张浴阳表示，保护珊瑚礁的第一步是去了解它。科研人员常常会到水下监测和记录珊瑚礁的数据，因为只有通过长期的监测，才能时刻掌握珊瑚礁的生长情况和变化趋势。同样，普通群众也要了解珊瑚礁，“当你了解得越多，可能就更愿意去保护它”。

塑料垃圾是海洋中最常见的一种污染物。张浴阳在清理珊瑚礁里的垃圾时，常常捡到“各种各样奇怪的东西”：银行卡、手机、易拉罐、塑料袋等等，它们给珊瑚礁的生长造成了威胁。詹姆斯库克大学澳大利亚研究理事会珊瑚礁卓越研究中心兼研究首席研究员兰姆(Joleah Lamb)曾在媒体采访时表示，研究发现受到塑料垃圾污染的海域，珊瑚礁患病几率由4%上升至89%。

人们在以色列海滨城市埃拉特的红海海域游泳。（图片来自新华社）

为了保护珊瑚礁，近年来，有不少国家和地区面向普通群众开展“种珊瑚”活动。在张浴阳看来，这种做法虽然意义很好，但并不可取，“因为普通群众没有经过专业的培训，很难把控种植过程，种下的珊瑚幼苗往往会出现脱落或者死亡，所以最好由专业人员去种植珊瑚。”

对于保护珊瑚礁生态，国际上还有另外一种做法。有研究发现，防晒霜中起到防晒作用的化学物质羟苯甲酮和甲氧基肉桂酸辛酯会给珊瑚等海洋生物带去致命的伤害。

这项研究结果引起一些国家和地区的重视。位于西太平洋的岛国帕劳自2020年起禁止在该国使用或销售含有二苯甲酮-3（Oxybenzone）等常规成份的防晒霜，成为全球第一个禁用防晒霜的国家。2021年起，美国夏威夷州也开始全面禁止销售含有桂皮酸盐类（Octinoxate）和羟苯甲酮类（Oxybenzone）成分的防晒剂。虽然中国尚未出台相关法律规定，但张浴阳建议，潜水时最好用物理防晒代替防晒霜。

海南三亚蜈支洲岛海域，豆娘鱼在珊瑚丛中游动。（图片来自新华社）

随着国家对珊瑚礁生态保护的重视，越来越多的珊瑚种类被列为国家重点保护野生动物，买卖珊瑚将有可能触犯法律。“出游的时候不要在珊瑚礁上赶海，更不要去购买珊瑚骨骼。”张浴阳提醒，不去触碰珊瑚礁，是对它最好的保护。

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