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曾美艳全海的珊瑚，命怎么变这么苦？
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珊瑚：植物还是动物？
1 l! `' c+ I% A8 g9 A8 Z- M 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0 C2 v( O2 c/ ^
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
8 V e; Z9 `) p( k 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
; w3 ^' T7 n4 K3 _# c! D. Z3 a 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
" v8 x1 ?. o9 q! q' }: \ 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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3 y. C: M7 g( w9 J U. K 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
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% }4 W2 P3 q3 F$ ~# W9 H1 M 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。0 d' k' O. D+ A/ @, Z2 f! q9 h- h3 l0 E
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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。/ o5 Y E2 o4 d7 n! m8 ~6 p
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
3 g9 I8 K% W: r% w2 k& I0 ]7 ` ，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+ B, \. D- t5 i2 @1 P2 F
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
2 m- D+ z& x7 b 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。1 g4 p9 T: b/ X, j D A+ _/ a
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0 W+ @3 E- O1 B0 ~ n* F% p9 x U
。
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。
$ M8 Z% M1 @! x 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' Q: d% ]6 }: a* }8 ] M1 {0 E* {9 |
。
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3 d6 g4 X8 n2 x$ k+ _5 q 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。
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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
, F* W0 ]% r% u* G" G ，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6 Y( {5 Z: {0 M2 y1 T3 U5 z$ D
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。
) W# q# d% \& h; B0 z 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 g0 y; F: }: z( v" v+ \
。
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
# j2 L! w) x) @: T ，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' h) t; m k2 F! i9 S E- q
。
但这一切很快就要留在昨天了。
0 |6 i& r3 {) c \ 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$ n5 I; d! \" ?9 q/ l( @* E( Z
。
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
5 H* @7 y8 \3 B- q. { ——不管是哪一个层面，对敏感的珊瑚礁的影响都是致命的。
5 \$ Z) X9 S+ B/ ]& I7 d$ Q8 i 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。
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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。
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除此之外，海平面上升对珊瑚礁也有一定的影响。
[, {2 ^; }# p; r! z! u 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。
4 R0 q9 J: P2 t5 @8 l: Y% y9 z' ] 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。
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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
/ y, _' s$ y9 [; c+ ^4 c8 A; U ，我们管它叫魔鬼海星。
G u8 L3 Y& l# z 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。
^6 k) z! U* O9 p- K 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。
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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
& R" B1 _, |- s! { 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
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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
4 L7 X+ V* T3 v1 }) v9 z 。
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。
) ?0 Q4 U7 U* n/ D8 o* { 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 R" y2 q; O( r9 C$ d+ d/ F
。
中科院海洋研究所* R) ?7 \2 ?+ t2 U7 U& _
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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( X6 D* ~0 I3 o 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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+ D: U# }; a: D+ F 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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' T: T* q& ?( a9 E( E 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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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: \# b. V5 l7 r5 O- v( H+ l4 S! u3 _
，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”。& k3 n9 _6 r( a
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“捉”虫卵、“种”珊瑚
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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
. ?+ T5 L+ r) s; _ 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。
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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+ J/ U- Y" s/ T9 i* w; O" X
，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
/ @' u) |* Z# {8 T% ] 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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- c8 j c* z; ?; g 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. x5 O Y* i2 {8 q& I4 g
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3 A/ F& x* { S3 o5 K
( 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% `# L, t4 X1 ?. `- A8 w/ H
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。
. ~! c$ A! A9 c9 L0 c& [. L( y 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. C) h, _0 U% B3 w
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。
/ |5 E& m" d! T) C# P$ o- ? 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! e- ?$ e* e* W$ _, o
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？
, t; C' }6 F9 o, i. l7 }: T* u1 {- Z 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。4 x3 U h6 w( m4 M
