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海底花园的建筑师

2018-01-15

大科技·百科新说 2018年10期
关键词:鱼礁珊瑚礁白化

珊瑚虫不过几厘米甚至几毫米大小,但它们却是海洋最伟大的建筑师。当它们聚集在一起,不断扩大自己的队伍时,便形成了巨大的珊瑚礁。珊瑚礁面积不到整个海洋环境的1%,但却是地球上25%的海洋生物的家园。

根据珊瑚的骨骼特性,可分为硬珊瑚和软珊瑚。硬珊瑚可以分泌碳酸钙作为骨架,这种坚硬的骨架在日积月累的堆砌后便形成礁石,因此这类珊瑚是珊瑚礁主要的建筑师。而软珊瑚分泌的骨骼没有那么坚韧,但它们在珊瑚礁的生长中仍然发挥着关键的作用。

此外,根据其生长水域还可分为浅海珊瑚和深海珊瑚。浅海珊瑚体内有共生藻,能够利用阳光进行光合作用,从而为珊瑚的生长提供必要的营养物质。而深海珊瑚却不依赖共生藻类提供食物,因为它们生活在深海底下,缺乏阳光。但它们能够依靠自身的力量捕食,当它们被触碰时,刺囊细胞会分泌毒素,从而捕获猎物。

陆地附近的珊瑚礁往往依赖于其他相互关联的生态系统才能茁壮成长。比如生长于咸水环境的红树林,能过滤污染物,为珊瑚礁生物提供营养,从而有利于保护珊瑚礁群落的生物多样性。而生长在红树林和暗礁之间的海草,则能保持水的清洁,为食草动物提供必需的食物。研究表明,生长于红树林的珊瑚礁不容易发生白化。

珊瑚礁白化是由于水温过高引起珊瑚死亡的现象。珊瑚对于水温波动极为敏感,如果水温过高,它们会驱逐共生藻,最终导致缺乏营养供应而死亡。

2016年发生了最严重的珊瑚白化事件。在过去的一个世纪里,海面温度上升约1℃,对珊瑚礁产生了巨大影响。著名的大堡礁也难逃此劫,受灾严重的地区67%的珊瑚都受到了影响。有些科学家甚至认为大堡礁将不复生机,但幸运的是,目前大堡礁仍然存在。

不过令人惊讶的是,澳大利亚西北海岸的金伯利珊瑚礁似乎已经适应了极端的温度。这个地区的高温环境,对于生活在其他地方的珊瑚物种来说可能是致命的,但金伯利珊瑚礁却具有适应这种环境的能力,呈現一片生机勃勃的景象。这是不是意味着高度变化的环境使它们具备抗白化能力呢?目前科学家还在研究当中。

另一个令人惊讶的发现是亚马孙珊瑚礁。亚马孙河口是含沙淡水的水域,明显不利于珊瑚礁群落的形成,但是泥沙底下的深海之处却聚集着珊瑚礁生物。虽然它的生物多样性低于常见的珊瑚礁系统,但这已经足以让科学家感到惊喜。

深海珊瑚礁

并不是所有的珊瑚都生长在阳光充足的浅海水域,实际上在黑暗的深海之下也广泛分布着珊瑚。没有阳光的它们靠什么谋生呢?原来它们能够依靠刺囊细胞捕捉漂浮在水中的食物来获得营养。

这些珊瑚更喜欢生活在食物丰富、水流快速的区域,它们能在-1℃的水域生存,科学家甚至在南极冰冷的水域发现了它们的踪迹。面积最大的深海珊瑚礁是罗斯特珊瑚礁,位于挪威罗斯特岛附近,长约40千米。与浅海珊瑚礁一样,深海珊瑚礁也是许多海洋生物的庇护所。

神秘的“甜甜圈”礁石

2016年,科学家利用光学雷达(LiDAR)技术在澳大利亚海域探测到了新型的甜甜圈状礁石,其覆盖面积达到6000平方千米。它比著名的大堡礁更深,但年龄相近。它的形成主要归功于一种富含钙质的绿藻,随着藻类的生长与死亡,碳酸钙沉积物也随之堆砌形成巨大的礁石,而这据说要耗时上万年。就像树的年轮一样,科学家可以利用它的结构来了解它的年龄,甚至可以探索海洋过去的气候情况,其价值不可估量。

亚马孙珊瑚礁

为了获得生长所必须的氧气和养料,珊瑚常见于清澈且盐度合适的海域。然而,大自然往往会出乎意料地给人类一份大惊喜。2016年,科学家在亚马孙河口发现了覆盖面积达9500平方千米的珊瑚礁。理论上亚马孙河流域水质浑浊且为淡水,极其不利于珊瑚的生长,这叫科学家怎能不惊奇?

其实早在20世纪70年代,科学家就注意到了该地区具备存在珊瑚礁的可能性,当时他们捕获了与珊瑚礁有关的海洋生物。但是直到2016年才正式发表学术文章证实此处确实存在珊瑚礁。虽然亚马孙珊瑚礁较之于其他珊瑚礁来说相对贫瘠,但是从捕获的海绵、鱼、珊瑚等样本来看,泥浆底下亦是一片生机勃勃。

亚马孙河与大西洋汇合之处,会形成淡水和海水混合的羽状流。该羽流的迁移随季节不同而改变,显著影响着海水表面的盐度和珊瑚礁生物的分布。在南部光照充足,所以存在很多典型的珊瑚礁生物。然而越往北的地方受羽流携带的泥沙影响越大,珊瑚礁生物更多是海绵和其他珊瑚礁建造者。

珊瑚礁是一种具有丰富的生物多样性的海洋生态系统,是许多海洋生物的家园。它对生长环境的要求非常苛刻,对环境的变化极其敏感,是监测海洋环境变化的重要生物指标。但是近年来,全球气候变暖导致珊瑚礁白化事件频发,保护珊瑚礁刻不容缓。

更好地了解珊瑚礁,才能更好地保护珊瑚礁。然而由于其生长环境的特殊性,给我们增加了许多困难。遥感技术的发展给我们带来了新希望,它使珊瑚礁的研究工作变得更加容易。利用遥感技术可以对一些不易进行常规勘测的海域进行探测,获取更清晰的遥感影像、更全面的信息,我们才能更好地了解珊瑚礁的健康状况。我们甚至可以通过分析珊瑚礁的化学性质了解到更多关于地球气候的信息,从而更好地保护珊瑚礁,保护我们赖以生存的环境。

在保护珊瑚礁、保护环境这方面,人类已经作出了许多努力。比如目前国内外已经广泛开展的人工鱼礁建设,通过将模仿珊瑚礁装置投放至海洋,为海洋生物提供良好的栖息地。美国宇航局斥资开启“珊瑚”计划、各国签署气候条约等措施,其目的是保护与我们人类共存的生物的家园,也是保护我们人类生存的家园。

人工鱼礁

顾名思义,人工鱼礁是一种人造的海底堆积物,为鱼类等海洋生物提供繁殖、生长的场所。废弃的轮胎、木材、船只等都可以作为人工鱼礁的材料。

“珊瑚”计划

珊瑚礁是海洋中重要的生态系统,是许多海洋生物的家园。为了更好地了解和保护珊瑚礁,2016年美国宇航局开启了一项耗资上千万美元的“珊瑚”计划。利用宇航局喷气推进实验室研制的先进传感器,工作人员从空中扫描从澳大利亚到夏威夷的太平洋海域的珊瑚礁,从而获得更全面、完整的信息,这有助于科学家更清楚地分析珊瑚礁的情况。

气候变化与珊瑚礁

海水温度升高

温度升高,珊瑚虫会排出共生藻,从而导致珊瑚缺乏营养供给而死亡。

海平面上升

这可能会伴随着更多的沉淀物,阻止共生藻利用阳光,从而导致珊瑚窒息而亡。

风暴

气候变暖可能意味着更强更密集的风暴,而这会带给珊瑚礁严重的破坏。

降水量增加

携带淡水、沉积物以及陆地污染物的径流增加,导致藻类大量繁殖,抢占珊瑚礁生物所需营养。

改变洋流

这可能会影响营养物质在生态系统的流动,导致珊瑚缺乏食物,并阻碍珊瑚幼虫的扩散。

海洋酸化

珊瑚的生长需要固化海洋中的碳酸盐,而由于吸收过多的二氧化碳,海水的酸性增强,这会使碳酸盐的固化过程变得更加困难,从而减缓珊瑚的生长。

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