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拯救大堡礁 微小珊瑚虫播种改天换地的奇迹(图)

http://www.kexue.com 2011-06-07 11:20:59 华夏地理  发表评论


又宽又长的珊瑚礁在澳大利亚东岸近海可以轻易得见,把大陆架与水下光线较暗的深海分隔开。


网条鹦嘴鱼绽开颇像马戏团小丑的“笑容”,展露强有力的取食工具
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  撰文:珍妮弗 · S. 霍兰 Jennifer S. Holland

  摄影:戴维· 杜比莱 David Doubilet

  翻译:王晓波

  珊瑚海水面下不深的地方就是大堡礁生机勃发的居所,鹦嘴鱼啃着岩石,螃蟹为了抢夺藏身地挥着螯钳打斗,一条近300公斤重的石斑鱼体内的鳔鼓荡有声,宣示自己的驾临。鲨鱼和银鲹鱼迅疾地掠过。海葵的触手摇摇摆摆,细小的鱼虾巡逻各自的地盘,如同跳着欢快的舞蹈。但凡脚底不生根的水族都随着每一股浪涌漂摇往复。

  这礁区的生灵如此丰富繁多,正是其名中有“大”的缘由之一。大堡礁庇护着5000种软体动物,1800种鱼,125种鲨,还有数不清的微小生物。但最让人一见倾心的景致——也是其跻身世界遗产的主要凭恃——还是那广大无朋的珊瑚礁。有的珊瑚如鹿角般兀立,有的好似被海浪磨光的玉盘,有的状如棒球手套,还有的拥有皮革的质感。软珊瑚附身在硬质同类之上,多彩的水藻与海绵装点着礁石,每一条缝隙都有某种生灵栖居在里面。每越过一段距离,水族品类便有不同,那变化无穷的生态为世间仅有。

  时光,潮汐,再加上一颗沧桑变迁的星球,于上千万年前造就了大堡礁,并一次次将它磨蚀再培育回来。如今能促使礁石生长的各种因素正以空前的速度改变,这一次,它所经受的摧残或许会使它再也无法恢复元气。

  西方人登门 欧洲人认识大堡礁是经了英国探险者詹姆斯· 库克的引介,而后者基本上是无心而至。1770年,库克船长听到了木板蹭到岩石的咯吱声,他当然想不到,自己的船已驶入了地球上最庞大的活体构造之中——超过2.6万平方公里形状各异的珊瑚礁,时断时续地绵延过2300公里长的海域。

  库克当时正率队在今之昆士兰一带的近海中探索,所驾“奋进号”被卡在了这片暗礁迷宫里。海面下,犬牙参差的珊瑚尖塔戳进船体,把它抓得牢牢的。木板碎裂,海水涌入,船员们满面惊惶地跑上了甲板。船长指挥他们勉强驶进了一处河口,修补了船舱。

  在这帮欧洲人触礁之前,澳洲土著已在这片区域生活了数千年。珊瑚礁是当地文化的重要部分,土著驾着独木舟在这一带漂游,打渔,网条鹦嘴鱼绽开颇像马戏团小丑的“笑容”,展露强有力的取食工具用来从礁石上刮掉海藻的坚固牙齿。尽管它们的进食行为有时会伤到个别的珊瑚,但总体来说是有益的。没有它们,藻类的繁生可能会扼杀珊瑚礁。


”澳大利亚海洋科学家查理· 韦朗,此时正在大堡礁北部叹赏一丛壮观的珊瑚

  大堡礁的生灵如此丰富繁多,正是其名中有“大”的缘由之一。时光,潮汐,再加上一颗沧桑变迁的星球,于上千万年前造就了大堡礁,并一次次将它磨蚀摧毁,再培育回来。并把有关礁区水族的神话代代相传。但历史学家并不确定土著人对礁盘的地质、水产的了解可追溯到多少年前。库克误打误撞到此后又过了几十年,从事地图绘制的英国人马修· 弗林德斯一路“穿针引线似的”绕过暗礁而来,同样遇上了一两场倒霉事,不过他被礁盘的壮阔打动而为它起了“大堡礁”之名。

  扩张与侵蚀 这巨大无比的礁盘系统之所以能现于世间,却要归功于一种通常只有米粒般大小的生物——珊瑚虫。它们是礁石的基本建设单位,在微小的身体内豢养共生藻类以获得养分,过群体生活。靠着体内藻类光合作用提供的能量,每个珊瑚虫分泌石灰质(碳酸钙)形成自己的“房子”。这些小房子一个叠一个地形成,珊瑚群体就会像城市一样扩张,其他海洋生物很快依附上来繁衍生息,把一簇簇珊瑚“黏合”为整体。

  澳大利亚的东端海域拥有生成珊瑚礁的成熟条件。在清澈而富于湍流、光线充足的浅水里,珊瑚的生长最是活跃。珊瑚虫繁衍数百万世代之后,形成的礁石就不再是孤立四散的石灰质块,而是连成凌乱的一大片,形状、大小和庇护的生物种类由其在海洋中的位置决定——比如离海岸多远——还要看受到了什么样的作用力,比如海浪冲击。如果离岸太远,海水较深而光线减弱,就根本不会有礁石了。

  “在大堡礁,生命存在的模式从头至尾是由珊瑚塑造的,”澳大利亚海洋科学研究所的首席科学家查理· 韦朗说,该海域内有400多个珊瑚物种,“它们构筑了整个环境,是其他一切生物的栖息之所。”完美的水温、清澈度和洋流,使得盘状珊瑚的直径每年可增大30厘米之多;同时,礁盘也受到持续的侵蚀,浪涛、海水化学成分、以石灰质为食的生物都是损毁作用力。礁石消失的速度远远慢于生成速度,尽管如此,还是有多达90%的礁石最终碎落在海里,化成了沙。所以大堡礁的外表总在不断改变。

  从地质年代来看,内部礁石层相对比较年轻,历史不足万年,但大堡礁的源起要早得多。韦朗说,大约2500万年以前,昆士兰随着印澳大陆板块的运动而伸入热带水域,珊瑚幼虫便开始乘着向南的洋流,随处寻找可以扎稳脚跟的地方。渐渐地,它们群集形成的礁石不断壮大,沿着海床扩展开来,并容纳了繁多的海洋生物。

  坎坷路难行 自从大堡礁初次扎稳根基以后,冰川期多次来临,大陆板块逐渐挪移,海水与大气的情况也曾有过剧烈波动。这片礁盘见证了许多次的轮回——壮大到损毁,面目全非到气象如新,全凭大自然一时的兴致决定。

  “如果把大堡礁的历史写下来,那就是一篇天灾目录,”韦朗说,这源于星球本身的风云变幻。但礁盘总能从这些灾难中复苏。


凯恩斯附近海域中,紧密簇拥在一起的硬珊瑚,其中大多是鹿角珊瑚属的物种,争夺着生长空间和供给能量的阳光。

  今天,又有新的灾难使礁盘陷入险境,复苏的前景却渺茫。科学家说,如今世界气候的变化速度太快,对珊瑚礁似乎是毁灭性的打击。气温上升、阳光中的紫外线增强,会促使珊瑚发生“白化”反应:珊瑚细胞中的彩色藻类产生了毒性,被排斥出去,使作为寄主的珊瑚变作白骨般的颜色。然后丰茂的海草也许会使光秃秃的珊瑚窒息而死。

  1997至1998年大堡礁等礁盘的大规模白化,是由当时严重的厄尔尼诺现象和破记录的海面高温引起的,有些地点的水温比正常情况高出1.5摄氏度以上。2001年、2005年又都发生了同样现象。有些珊瑚礁专家说,到了2030年,这种破坏效应每年都会出现。

  高温还导致60年来的海洋浮游植物持续衰退,而它们不仅能吸收温室气体,还直接间接地养活着海洋中几乎所有的生物。礁石鱼类也会被上升的水温影响,有时表现为大胆凶猛的行为——不论对天敌还是对猎物。而海平面的变化,或升或降,对珊瑚的影响同样恶劣,不是把它们暴露于过多阳光之下,就是使之淹在太深的水中难见天日。

  眼下更为直接的威胁是今年早些时候澳大利亚的洪水,巨量的土壤沉积物和富含毒素的污水涌入昆士兰海域的礁盘。它对海洋生物的全部危害在几年内还无法确知,但大堡礁中很可能有大片珊瑚因此遭受灭顶之灾。

  而海水酸度的考验才是最严峻的。

  地球经历的五次生物大灭绝中,全世界的珊瑚生态系统每一次都要跟着遭殃。最早的一次大约在4.4亿年前。温室气体的含量会在千万年中自然攀升,生物学家韦朗说,火山在高度活跃期喷出的巨量二氧化碳可能是导致珊瑚死亡的重大因素,约6500万年前的最近一次大灭绝就属于这种情况。当时,海洋从大气中吸收了越来越多的温室气体,使海水酸度增强,最终破坏了海洋生物合成贝壳和骨骼的能力。

  这种酸化过程当下正在有些海域发生。最容易被酸的腐蚀作用伤害的是快速生长的枝状珊瑚,以及对黏结礁石具有关键作用的分泌钙质的藻类。一旦礁盘的骨架变得脆弱,就很容易被海浪、风暴、疾病、污染物等祸害击碎。

  韦朗说,远古时代曾有许多珊瑚适应了海水的酸度变化,但他对大堡礁的未来很不乐观。“古今的区别是,当时的变化是在漫长区间内发生的,珊瑚有数百万年的时间来拿出对策。”他担心人类工业排放的数量空前的二氧化碳、氮和硫,再加上因冰川融化而不断释出的沼气,会使许多礁盘在50年内丧失生机。剩下的将是什么呢?“泡在海藻浓汤里的珊瑚骨架而已,”他说。

  跬步致千里 当然,每年造访大堡礁的两百万游客,因生机繁盛的水下天堂的盛誉而来,来后仍觉得不虚此行。但如果你有心,是看得到它的瑕疵的。礁盘有一道3公里长的“疤痕”,是去年4月一艘中国运煤船撞的;其他一些触礁的船只和偶尔的石油泄漏染污了栖息地。陆地上的洪水冲走的沉积物,以及农业设施流失的营养物,进入海洋后都会破坏珊瑚生态。但澳大利亚人不会坐视大堡礁毁掉,已掀起全国范围内的呼声。对许多当地人来说,珊瑚礁如同挚爱的家人,而其重要的经济价值亦不可忽视:礁区旅游业每年为国家财政带来10亿美元以上的进账。

  科学家面临的挑战在于,要在快速变化的环境条件下保持礁盘健康。“如果你想修理一部发动机,先得明白它如何运作,”詹姆斯库克大学的海洋生物学家德里· 休斯说,“这道理对珊瑚礁也适用。”休斯等人正在调查珊瑚生态的运作方式,以确保能拿出有效的保护措施。

  眼下的当务之急是:明确过度捕捞的全部危害。传统上,商业渔船可以在礁盘周边沿线作业,即便在1975年当局将34万多平方公里海洋栖息地划为水上公园后也未遭禁止。但随着大捕捞量引来越来越多的忧虑,澳大利亚政府于2004年从这片海域中策略性地选取三分之一,规定为严格的禁渔区——连消闲垂钓也不准。结果,水族复苏的规模和速度都超出了预期,例如,在禁渔令发布两年后,在珊瑚间活动的鳟鱼数量多了一倍。

  科学家们还想弄明白,是什么让一些特定种类的珊瑚在环境变化时生命力格外顽强。“我们知道有些珊瑚礁禁受着比其他同类严酷得多的条件,”昆士兰大学的礁石生态学家彼得· 芒毕说,“利用几十年累积的海水温度数据,可以找出对暖水适应得最好的礁区,集中开展保护措施。”他指出,了解珊瑚怎样从白化中恢复,并推测出新的珊瑚虫将在哪里生长,有助于设计保护区。即便公开表达悲观的韦朗也承认,让珊瑚长期存活下去的可能性是有的——如果能迅速终止种种伤害礁盘的不良行为的话。

  大自然也有自己的一套“安保措施”,珊瑚自身的一些基因可能曾帮它们捱过了以往的环境灾害。许多种珊瑚通过杂交而进化,在礁盘中,大约三分之一的珊瑚每年都大举产卵繁殖。在这样的事件中,一块礁区就能有多达35个珊瑚物种同时播撒精子和卵子,它们数以百万计而遗传特性相互迥异,在海面上自由交合。“这为杂交物种的产生提供了绝好的机会,”詹姆斯库克大学的海洋生物学家比提· 威利斯解释道,尤其是在气候与海水化学成分如此动荡不定的当下,杂交能够快捷地实现珊瑚的适应性与抗病能力。

  说真的,尽管面临今天的种种严峻威胁,大堡礁却不会轻易颓败。毕竟它以前就曾抵住灾难性的气候变化而不灭。而且它周围还有各种各样的海洋生物会帮忙保住礁盘。科学家在2007年的相关研究中发现,海域中如果有繁盛的以海草为食的鱼群,珊瑚也会兴旺。“如果某种人类行为灭掉了食草鱼类,比如过度捕捞,海草就会取代珊瑚。”休斯说。

  来到大堡礁的人可以看见鱼群在履行它们不可或缺的职责。在接近礁盘北角的午后摇曳的光线里,富丽堂皇的珊瑚礁壁伫立海底,下面有一条罕见的蝙蝠鱼,鳍肢修长,面孔漆黑,正啃着一绺绺马尾藻。还有一群鹦嘴鱼,合为一体的牙齿如同克丝钳,咯吱咯吱地撕咬礁石上红红绿绿丛生的海藻。

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