一位生态學家在金曼礁（Kingman Reef）研究一種古老的團塊濱珊瑚（Porites lobata），它在太平洋夏威夷和美屬薩摩亞群島之間被發現。一項新的研究表明，團塊濱珊瑚可能會在一定的氣候變化範圍内生存下來。攝影： BRIAN SKERRY, NATIONAL GEOGRAPHIC IMAGE COLLECTION

撰文：SARAH GIBBENS

根據一項新的研究，世界上最常見的兩種造礁珊瑚似乎能生存下去，甚至能很好地應對氣候變化——至少在全球變暖保持在2℃以下的情況下，這是《巴黎協定》設定的目标。

“我們找到了希望，”俄勒岡州立大學的珊瑚專家、近日發表在《自然科學報告》上的新研究的主要作者Rowan McLachlan說道。

近年來，珊瑚礁繁榮生長的希望一直很渺茫。由于溫室氣體的排放，它們面臨着水溫長期升高、海洋熱浪愈發強烈，以及海洋日益酸化的威脅。除此之外，當地的污染和過度捕撈也給其生存帶來了壓力。

到目前為止，全球變暖了1.1°C，而珊瑚礁已經遭受了大規模的死亡。聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）最近發布的一份報告稱，世界上最大的珊瑚礁系統大堡礁目前正處于“危機”之中。如果全球變暖超過1.5°C，一些珊瑚礁生态系統可能遭受不可逆轉的損害。IPCC在2018年的一份報告中指出，如果氣溫升高2°C甚至更高，99%的造礁珊瑚可能會消失——這意味着活着的珊瑚礁将從地球上絕迹。

但McLachlan和同事們将夏威夷的珊瑚置于2°C的模拟環境中觀察了近兩年，得出了不同的結論。他們發現，有兩個常見的珊瑚物種适應性特别強，這些珊瑚中有三分之二在模拟的未來環境中存活了下來。

“我們預計的死亡率比實際死亡率要高，起初我們推測這些珊瑚隻是在勉強支撐着，”McLachlan說。“但它們的存活率非常高，這讓我們非常震驚。”

在一定範圍内，一些珊瑚似乎可以适應更溫暖的世界。

模拟未來的海洋

海洋吸收了大氣中積聚的部分熱量。因氣候變化加劇的熱浪促使珊瑚驅逐滋養它們的共生藻類，這種效應稱為“珊瑚白化”，最終會導緻珊瑚死亡。與此同時，海洋也吸收了大氣中一些多餘的二氧化碳，使海水變得更酸，這削弱了珊瑚的骨架。

2014年和2015年，海洋熱浪殺死了夏威夷珊瑚礁上超過三分之一的珊瑚。2015年底，為了進一步了解氣候變暖和海水酸化在未來将如何危害珊瑚礁，McLachlan和同事們訪問了瓦胡島周圍不同環境中的四個珊瑚礁。他們使用錘子和鑿子收集了三種常見珊瑚的樣本，分别為：闆狀石珊瑚（Montipora capitata）、扁縮濱珊瑚（Porites compressa）和團塊濱珊瑚（Porites lobata）。

研究人員将這些珊瑚放置在70升的水箱中——但不是像其他珊瑚恢複力實驗那樣在實驗室中進行，而是在椰子島的室外，在那裡它們将暴露在與近海珊瑚礁相同的天氣中。他們用沙子、碎石、礁魚、浮遊生物等填滿了40個水箱。這樣做是為了盡可能真實地模拟海洋條件。

“這就是我們實驗的特别之處，”McLachlan說道。“它更能反映夏威夷珊瑚礁到底是如何（對氣候變化）做出反應的。”

這也是迄今為止此類珊瑚實驗中耗時最長的，她說道。

在22個月的時間裡，研究人員将一些珊瑚置于2°C的升溫環境中，一些置于酸化的海水中，還有一些珊瑚則同時處于兩種變化條件之下。第四組水箱不做處理，作為對照 。

俄亥俄州立大學的珊瑚生物地球化學家、該研究的資深作者Andréa Grottoli表示，同時測試氣候變暖和海洋酸化的水箱是對未來最真實的模拟。在所有的水箱中，她和同事監測了一系列的生理指标，以觀察珊瑚随時間推移對環境的反應——結果很令人振奮。

“我們看到了一條體現壓力反應的長期弧線，但隻要過了足夠長的時間，就有了适應，”Grottoli說道。這意味着，如果有足夠的時間來适應環境，一些珊瑚可以在氣候變化造成的壓力條件下生存下來。

總之，暴露在這兩種環境下的珊瑚中，有46%的闆狀石珊瑚（Montipora capitata）、56%的團塊濱珊瑚（Porites lobata）和71%的扁縮濱珊瑚（Porites compressa）活了下來。許多珊瑚甚至繁榮起來。

“它們不是在掙紮。這三個物種中有兩個适應得非常好，”Grottoli說道。她說，她的團隊可能低估了第三個物種——闆狀石珊瑚（Montipora capitata）的适應力。它不僅靠共生藻類提供營養，也可以通過食用浮遊動物獲得養分。在實驗中，它們吃的浮遊動物比正常情況下在野外獲得的要少。

夏威夷大學馬諾阿分校的珊瑚專家Ku'ulei Rodgers表示：“這篇論文支持了在夏威夷觀察到的情況。”Rodgers負責監測該州的珊瑚礁，但沒有參與這項研究。

“然而，随着溫度持續上升，适應能力防止珊瑚白化的速度是有限的，” 她在一封電子郵件中說道。她還指出，2014-2015年夏威夷的海洋熱浪也殺死了許多團塊濱珊瑚和扁縮濱珊瑚。

“盡管一些物種有望在本世紀存活下來，但除非溫室氣體排放大幅減少，否則珊瑚最終仍會在這場生存之戰中敗下陣來，”Rodgers說道。根據氣候行動追蹤組織的報告，目前的減排政策将使全球氣溫在本世紀末上升2.7°C——遠遠高于McLachlan及其同事模拟的2°C。

雖然實驗中的許多珊瑚幸存了下來，但極端高溫仍在将珊瑚礁推向耐受極限。在這裡，健康的團塊濱珊瑚(Porites lobata)的頭被白化的闆狀石珊瑚（Montipora capitata）所包圍，後者因海洋熱浪而發生白化。攝影：DOUG PERRINE, ALAMY STOCK PHOTO

這些發現對珊瑚礁意味着什麼?

闆狀石珊瑚在夏威夷和太平洋北部和中部水域很常見。但是扁縮濱珊瑚和團塊濱珊瑚在整個太平洋和印度洋都有發現，該研究稱，它們的生存能力在未來可能會幫助珊瑚礁從崩潰邊緣恢複過來。尤其是團塊濱珊瑚，它們是太平洋中必不可少的造礁生物。

夏威夷大學的珊瑚礁生态學家Alan Friedlande認為需要更多的海洋保護區，以确保這些具有氣候适應性的珊瑚不會受到當地污染和退化的危害。Friedlande是國家地理“原始海洋”計劃的首席科學家，該計劃旨在促進海洋保護區的建立，他沒有參與這項研究。

“這項工作表明，如果我們能夠減少二氧化碳排放，并管理過度捕撈、沉積和污染等當地壓力因素，珊瑚礁就可以在未來生存下來，甚至茁壯成長，”他在一封電子郵件中說道。

“消除當地的壓力源，就有向好發展的希望，”McLachlan說道。“如果我們不能緩解當地的壓力，珊瑚的結果會更糟糕。”

但其團隊的發現也可能為更積極的珊瑚礁管理模式提供支持。

鑒于今天珊瑚的惡劣狀況，一些保護主義者認為，僅僅保護它們不受污染和捕魚的影響，讓它們自生自滅是不夠的，還需要積極的恢複工作。像團塊濱珊瑚這樣的珊瑚物種能夠在氣候變化中存活下來，這意味着它将成為修複項目的候選者，這些項目旨在選擇适應能力強的珊瑚，并将其種植在退化的珊瑚礁中。

“兩害相權取其輕，現在隻能從其他地方引進珊瑚，”她說。“現在這一問題已經擺在了台面上，一些環保人士在十年前不會考慮這樣做。”

在人類努力消除溫室氣體排放的同時，氣候适應性強的珊瑚可能為未來提供一條生命線。否則，溫室氣體排放可能會毀滅全球的珊瑚礁。

“我們有機會将珊瑚礁系統維持足夠長的時間，所以當氣候變暖放緩時，珊瑚礁就得以恢複，”Grottoli 說道。“我們有一個窗口可以利用。”

（譯者：陌上花開）

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!