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曾美艳全海的珊瑚，命怎么变这么苦？
- }0 b! L, L I1 W* U n 珊瑚：植物还是动物？
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珊瑚是一种动物。
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以前我说这句话的时候大家都会惊奇，但如今我去给中小学生做科普的时候，大部分人好像都知道了。
千年来，人们对珊瑚的定位一直很模糊，因为珊瑚同时具有植物和动物的特点。亚里士多德最初称它为“zoophyta”，即介乎动物与植物之间的生物。十世纪，波斯学者比鲁尼以“珊瑚能够对触摸做出反应”为由，提议将珊瑚归类为动物——但唯有到了18世纪，William Herschel通过显微镜观察到珊瑚细胞
/ \9 T4 e& X9 o 动物细胞的特征，它们才被正式并入动物界。
不过从生态角度上，它是一个共生体。因为在它体内同时住着一种植物，叫虫黄藻，而虫黄藻是要进行光合作用的。就像科幻小说里的桥段一样，“人类以后把叶绿素
& v7 d2 x6 E! G* g3 b8 W) y" L 引入到体表，只要晒太阳就不用吃饭”，珊瑚是真的做到了这一点。
有了虫黄藻，珊瑚只需要靠自己摄入补充一些微量营养素，其他都可以通过虫黄藻获得。所以在生态研究里，我们一般不强调它的动物性，反而视其为一个集合动物、植物和微生物8 B. E- F4 t5 j f% y: ^
为一体的共生系统。
当然，从分类学的角度来说，如果将其体内的共生生物
1 W* c# T0 T- `: Q( z+ V5 i 剥离，珊瑚是个不折不扣的动物——不过如此一来，它也不会是我们一般看见的珊瑚面貌。这一点先卖个关子，接下来会提到。
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世界上的珊瑚礁，主要分布在南北纬30°之间。印度太平洋区系造礁石珊瑚' n; R% p7 |" W+ q' c3 x2 _0 F" o
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的种类特别丰富，有80属700多种；相较之下，大西洋-加勒比海区系造礁石珊瑚种类贫乏得多，只有26属41种。而我们中国也不遑多让，造礁石珊瑚有77属445种。
珊瑚礁给我们的第一印象是什么？不外乎缤纷灿烂。7 L \( b1 }( B5 P' W+ J. A/ b" J& a4 s2 }
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无论是海草床、红树林、深海，还是海藻林，这些海洋/近海生态主色调都是绿色、褐色或黑色的相对单一色调。但是当你看到珊瑚礁，色彩马上丰富艳丽起来。不仅珊瑚有丰富多彩的颜色，生活在其中的生物也多具备五颜六色的体表颜色。除了色彩，珊瑚的形态与种类都非常多样，这也构成了珊瑚礁中多样的景观，也提升了珊瑚礁的观赏性。
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珊瑚礁不是“花瓶”
如果看珊瑚礁美冠全海就认为它是个“花瓶”，那就大错特错了——珊瑚的功能与意义不同一般。- d/ B8 y+ q; N( J% A5 C: I, z
构建人类家园
珊瑚礁一个最直观的作用，就是给我们提供居所。像是马尔代夫和基里巴斯
0 z: r) v# m1 |. d0 |; q) s ，他们生活的岛礁就是由珊瑚礁构成，祖祖辈辈的生活印迹都建立在珊瑚礁上。
这些珊瑚礁最主要是由造礁石珊瑚形成，虽然砗磲（chē qú）、贝类、钙化藻. @+ |* \) i% d R
等生物也能成礁，但不是主要成礁机制，只是辅助促进珊瑚礁的形成。
一般来说，一个健康的珊瑚礁每年能往上生长一厘米。这样的速度，实际上是快过了今天海平面上升$ z' O. l8 R3 [/ k7 B3 ^: v
的速度。所以如果珊瑚礁健康的话，这些岛礁不会被上升的海平面淹没。
当然，这对很多国人来说没有太多的感受，因为我国生活在珊瑚岛礁上的居民数量有限。但要知道，南海多个珊瑚岛礁同时也是我们南沙、西沙的领海基点，如果这些岛礁被海平面淹没或被海水侵蚀消退，将直接影响我们的领海与专属海洋经济区。' o: k7 y/ z) C$ c, u/ x
孕育多样生态
前面也提到，珊瑚的形状非常多样，其中包括了块状、分支状、桌状以及匍匐的表附型等等，这些珊瑚之间形成了很多大小错落的空间。我们都知道，热带雨林通过草皮、灌木、苔藓、乔木从低到高形成了一个复杂的空间，供各种昆虫、鸟类、哺乳动物生活，从而孕育了极其丰富的生物多样性 D# q3 l$ L9 N) Y; o
。
同理，珊瑚礁就像海洋的热带雨林，通过这些形态多样的珊瑚形成了高低交错的空间，让不同的微生物、藻类、鱼类栖息其中。珊瑚礁因此也被视为同热带雨林一样的生态多样性最高的顶级群落。, x# V$ I: n. i
保护海岸线
因为珊瑚会逐年长高长大，当海浪拍打海岸线抵达珊瑚礁的时候，受到珊瑚礁地形变化的影响，海浪发生抬升和破碎，这时候它的能量也就被分散掉了。珊瑚礁能降低海浪97%的能量和84%的高度，有健康珊瑚礁保护海岸，在面临台风和风暴潮的时候就不会造成严重的水土流失
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美国佛罗里达州沿海地带建了不少豪宅，风暴潮来袭，往往造成海岸水土流失和房屋受损，保险公司往往需要花费不菲经费去理赔相关的房屋财产损失。为了减少对海岸带的房屋影响，有些保险公司开始主动投钱去人工修复珊瑚礁段，减少风暴潮的影响，从而保护房屋，降低赔偿的费用。
( g3 K5 m* h# y3 }2 b8 Z) t3 V D 开发新药物
珊瑚礁也是人类的潜在药物宝库。丰富的海洋生物种类体内蕴藏着难以计数的活性化学物质& ?$ \$ ~* I" F
，这对于医学领域来说无异于珍贵的矿藏有待挖掘。
为了获取可以用在化妆品里的珊瑚提取物，雅诗兰黛在南美租了一片海域专门养软珊瑚，将海洋中的活性物质
+ |7 d. Q! ~/ ?; o, S 带到了我们的生活中。
另外，珊瑚和人类骨骼的坚硬度其实很接近，在早期没有更好的替代材料的时候，曾经用来植骨，跟人体的亲和力还算不错。2 p2 `5 ?$ Q& N
支撑百姓生计
总的来说，根据文献计算，全球有5亿人的生活直接依赖于珊瑚礁以及其生态系统 u2 ^* _0 x9 A
。
其中包括渔业。珊瑚礁的生态功能，维持了相当一部分的渔业基础。很多渔获都从珊瑚礁而来，包括龙虾、石斑、乌贼、鱿鱼都会去珊瑚礁生活；甚至日料中的金枪鱼
, [ J% h& Y! v- C8 ]$ y7 I ，一般在深海生活，但实际上它们有时也会到珊瑚礁周边捕食。每年，每平方千米的珊瑚礁能提供5-15吨的渔获，而世界珊瑚礁总面积约28万平方公里，所以珊瑚礁每年大概能贡献逾100万吨渔获。
旅游业更不用多说。热带海域众多著名的岛屿名胜，如果没有珊瑚，到那潜水顶多只是一片湛蓝清澈的海水；没鱼、没生物、没珊瑚礁，招揽不了那么多游客，而这又直接牵动了下游的各种行业，比如餐饮、交通等。全球的珊瑚礁旅游市场可达每年360亿美元7 y6 w" Q) e( ]* h% J7 x
。
但这一切很快就要留在昨天了。
( g1 ^8 J" C- _- G; ] 美景不再
前两天，戴民汉院士和贺克斌院士都提到了全球气候变化，以及它的罪魁祸首：过量排放的二氧化碳# Q- g7 q4 ~+ E1 [3 p
。
一方面，过多的二氧化碳进入大气导致环境升温；另一方面，二氧化碳进入海洋又造成了海洋酸化/ F* A( F! R2 @
——不管是哪一个层面，对敏感的珊瑚礁的影响都是致命的。
/ p# i3 T6 R5 ^2 Z6 N 海水升温以后，虫黄藻会逐渐被珊瑚排出。珊瑚的颜色实际上很大一部分来自于虫黄藻，所以这么一来，珊瑚的缤纷多彩就逐渐变粉色，直至纯白，最后死掉。
2 S+ T( D7 _! X ^2 {: O 而海洋酸化以后，珊瑚的骨骼生长会出现问题，类似于老年人的骨质疏松，更容易在海浪拍打下碎裂。如果酸化加剧的话，珊瑚甚至连形成骨骼都很困难。事实上除了珊瑚，贝类也面临着同一个威胁，形成贝壳的能力会减弱。
* p! _8 w& Q8 \3 i5 V 除此之外，海平面上升对珊瑚礁也有一定的影响。
) T( G* ^; y+ [! p9 u, q6 [' N 一些人以为海平面上升对珊瑚是好事，意味着珊瑚生长的空间更多了，反正健康的珊瑚会随着海平面往上生长。
) A4 y. W+ Q6 l# X 实际上，现在的世界上多数珊瑚礁并不健康，海面上升意味着目前生活在底层的珊瑚将得不到足够的光照强度，虫黄藻没法进行光合作用，就相当于珊瑚得挨饿，长时间下来就会白化，最终死亡。
5 T8 o9 W- p- H6 M* r1 |% ?8 y& J 另外一点就是过度/破坏性捕捞。我们渔民太勤劳了，不光是东海、南海，东海、黄海还有渤海都有过度捕捞的问题。虽然进行了管制，但仍然超过了自然恢复的速率。有时候，一些国家甚至会采用炸鱼的方式捕捞，对环境的污染、珊瑚的伤害是巨大的。
还有一个给珊瑚带来灭门之灾的因素，很多人可能想不到，就是长棘海星0 G6 U. R+ C' Y6 W Q0 N
，我们管它叫魔鬼海星。
: x# `4 U3 g& W: l. d1 \ 2009年，我们到西沙珊瑚礁进行调查，十几只海星趴在一个珊瑚上，就像在抢食一样，周边珊瑚都死了。问了渔民，大量海星在2007-2008年大举来袭，密密麻麻趴到礁盘上，连他们想抓鱼都下不了脚。
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如果硬要下脚会怎么样？我曾经被它浅浅扎了一下手指，伤口三四毫米左右，却因为毒性一直处于溃烂，一个月才愈合。
+ {* V4 f( p. i" C 我听过一个案例：有个人从海上捕捞了很多长棘海星，另一个人不知情，结果一屁股坐了下去……我真不知道他接下来的几个月是怎么过的。
在一个健康的珊瑚生态系统
: e. L. `0 n: g" l' F; H# { 中，长棘海星和其他海洋生物之间保持一种平衡，肩负着清理“老弱病残”珊瑚的职责。但物极必反，大举来袭的长棘海星两三个月就能把一大片珊瑚礁啃噬干净。
事实上，长棘海星之所以突然爆发，主因之一就是天敌大法螺的减少。华丽的外壳让大法螺成为橱窗上的装饰和工艺品，被大肆捕捞，现在在西沙已经很少能见到它的踪迹，目前大法螺已经被列为了国家二级保护动物" g2 d+ B& V P# a+ @6 M4 s
。
另外，成体的苏眉鱼偶尔也会摄食长棘海星，但如今也因为其味美而被人类过度捕捞，成了濒危动物
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在气候、天敌、人祸的多面夹击下，今天，世界上超过1/2的珊瑚礁已经严重退化。, n3 U; a3 O- R8 g4 }
据一些研究估计，按目前的退化速度，珊瑚礁本世纪末可能就面临灭绝。
说世界情况的惨烈或许总感觉有些遥远，事实上，在我们家门前，珊瑚退化的速率只能说有过之而无不及5 c/ _( _1 `* l
。
中科院海洋研究所 v3 S# x; A. i3 t
研究员黄晖老师2010年发表的论文综合了各个文献，对我们国家珊瑚礁退化情况进行了评估。她指出，近30年内，包括海南、广东、广西等地的近岸珊瑚礁的珊瑚数量减少了80%，南海的珊瑚岛礁周边的珊瑚数量也在2000年后锐减了2/3以上。
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事实上，这已经是个很委婉的说法。在我们当时看来，实际情况比这还要严重。
这里分享一下我自己的直观感受。我2008年进到工作组，当时同事都说西沙情况很好，给我看的2006年的照片珊瑚覆盖率都挺不错，可能超过60%，我也特别想去看一看。
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到了2009年5月份，能够出海去西沙群岛的时候，大家都很兴奋，但当我潜水下去之后整个人都懵了，因为我看到的画面可以说是沧海桑田、恍如隔世。
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" A; J$ h5 Z( w2 s$ ` p' C 在那之前我去过好多地方，像是徐闻、珠海，但真没见过这么差的珊瑚——或者应该是，这基本上就已经没有珊瑚了。
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1 p4 U$ i( K8 x, Z5 b 2006年（上）及2009年（下）西沙群岛的珊瑚覆盖率（绿色圈越大覆盖率越好）
从图中可以看到，2006年西沙群岛的珊瑚覆盖率大部分都在40%-60%之间，尤其是在永兴岛
# ^$ F) i, v7 I; \* D9 q ，珊瑚种类、生物多样性是特别丰富；到了2009年已经画不出圈来了，基本都低于1%，剩下七连屿硕果仅存的几个圈，覆盖率在5%左右。
而去年在海南岛，再一次发生了我们国家至今记录到的最严重的珊瑚白化问题。海南一般从6月到9月份会刮台风，去年这段时间却一次台风都没有，海水表面温度超过了30度。连续几个月的高温，就连比较耐热的块状珊瑚都已经白化了。从海南省北部到南海各个珊瑚礁，可以说是珊瑚礁上“白骨累累”。+ l) ~# T% |- |7 U/ N
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“捉”虫卵、“种”珊瑚
: g& d; }5 [! k$ _' ? 珊瑚保护不能再等。
2021年2月，石珊瑚目下的所有种，都被列为了国家二级保护动物，而红珊瑚科下的所有种为国家一级保护动物。除此之外，角珊瑚目、苍珊瑚科、竹节柳珊瑚科
: |, \( v1 t, j8 o {$ ~ 也统统都被列为二级保护动物。换句话说，现在我们去海边，若是采上一株珊瑚，或是把珊瑚带回家摆设，即便是死的，都是违法的。
! O! X3 P& _: y8 }# }+ _+ g 但法律只是第一步，我们需要主动积极地协助珊瑚修复。
科学家的任务，就是协助珊瑚完成它的生长周期。主要从两个层面着手：一是在野外收集珊瑚的精卵，在实验室里帮助它们受精并发育成幼体，或直接收集珊瑚的幼体，协助它们附着到适合的底质发育成珊瑚虫. \ Q/ U' F+ @/ ^- d
，再继续生长分裂出更多个体，形成珊瑚断枝；第二个方面就是把培育好的珊瑚断枝移植到珊瑚礁上进行修复。
珊瑚一年只产一次精卵，并集中性一次排放，而这些精卵都是浮性卵，会慢慢从水里往上升。整个过程，就像一场从下往上飘的雪，特别震撼。这时候，很多生物也会慕“卵”而来，因为珊瑚卵脂肪含量高，对它们是一年一度的飨宴。一些生物也会趁机一起排卵，借此分散被捕食者
. k& x: q3 e; o( ^6 w6 q 捕获精卵的几率。
下图是我们在西沙搭建的150个珊瑚苗圃之一，结合珊瑚树和浮床的方式，培育不同品种的珊瑚断枝。
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8个月前后；左为浮窗、右为树，整体生长速率还是很好，一年能达到300%。
这个过程中，我们必须不断改善移植手段，包括提升移植稳固度（利于珊瑚生长）、简化移植工作（减少生态影响、提供工作效率），以及采用合适的可降解材质。近期我们编写了一个关于珊瑚礁生态修复" H, q) d. T% E1 n& {! z$ Y
的整体技术标准，很快就会发布。
在蜈支洲，我们2017年6月移植了6000株包括风信子鹿角珊瑚( Acropora hyacinthus) 、美丽鹿角珊瑚
% B) q- M: f0 I4 n( G ( A. muricata) 等8种造礁石珊瑚。经过3年的生长， 移植珊瑚的平均存活率为61.3%，这其实只是个国际普通水平，比最近期做的要低一些；修复区域造礁石珊瑚平均覆盖率从9.3%提升到35.3%，修复效果很好，对珊瑚覆盖率的提升还是很明显的。
另外，在实验室，我们也培养了超过90种的珊瑚，研究升温、酸化、重金属污染9 {9 F, ]2 h+ z! ?+ D' b {
等因素对珊瑚的影响，包括光照与珊瑚繁殖之间的规律等等。
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结语
今天，我们对海洋的需求是越来越高。比如最近国家推动的海洋牧场2 r$ K5 |# ]8 m9 ?: X
建设，无论是北方的养殖型海洋牧场，还是南方的休闲观光型海洋牧场，产值从百万到亿元级别。
7 n# Y+ M. X! V4 X/ z& P5 b 在这样的关头，我们更需要重视经济与生态的共同发展。越想发展，越要保护。而这种保护，需要全社会的人一起协同，包括我，包括你。
问答环节Q您提到：珊瑚对温度非常敏感，即便升温一两度，很多珊瑚就白化死掉了。我们知道未来全球变暖/ A- w {6 n* r+ U4 r) ~" _" E) F
趋势短期都不会缓解或改变，现在的珊瑚种植或修复工作有办法逆转珊瑚的白化趋势吗？
& d8 H4 L# L1 ^' O) B 张浴阳：从目前来看，只做培养和移植的话，确实是没有办法逆转的。
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除非去人工筛选一些耐高温的品种去专门培育，但这其实是有生态问题的，因为不同的珊瑚生态功能可能不同，从单一层面去干预的话可能对生态带来负面影响。我觉得还是必须要做，但不能一下子铺开，需要通过实验去逐步验证。包括我们现在做的修复工作也是，考虑到我们移植的珊瑚和它原来环境中的珊瑚种类还是不小，我们的移植过程也是需要逐步以及慎重。
总的来说，我们要做的还很多。到底救不救得了，不知道，但至少要努力。
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