美丽珊瑚的悲歌：为何命运如此多舛？

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美丽珊瑚的悲歌：为何命运如此多舛？

*以下根据张浴阳于2021年12月10日在高山书院三亚站的部分课程内容整理而成，经老师审核后公开发布。

授课老师：张浴阳，中国科学院南海海洋研究所珊瑚生物学与珊瑚礁生态学学科组副研究员。

珊瑚礁给我们的第一印象是什么？很多人肯定会想到色彩斑斓，摇曳多姿的观赏风景。

但“珊瑚礁”实际上并不仅仅只是“花瓶”，除了让人赏心悦目的美，还有很多意义非凡的功能。

最直观的作用是给人类提供居所。比如在马尔代夫和基里巴斯，很多岛礁就是由珊瑚礁构成的，人们祖祖辈辈的生活印迹都建立在珊瑚礁上。

其次，珊瑚礁就像海洋的热带雨林，让不同的微生物、藻类、鱼类栖息其中，形成了独特的生态。

另外，珊瑚礁能降低海浪97%的能量和84%的高度，能有效保护海岸线，防止水土流失。

更重要的是，珊瑚礁也是人类的潜在药物宝库，还能给人类带来不菲的经济价值。世界珊瑚礁总面积约28万平方公里，每年大概能贡献逾100万吨渔获，旅游市场可达每年360亿美元。

然而，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。按目前的退化速度，珊瑚礁本世纪末可能就会面临灭绝。

保护珊瑚不能等，2021年2月，石珊瑚、红珊瑚都被列入了国家保护动物。但法律只是第一步，我们需要主动积极地协助珊瑚修复。

在这个事件中，科学家首先冲到了前面，他们想尽各种办法协助珊瑚完成它的生长周期。比如，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；或者把培育好的珊瑚断枝移植到珊瑚礁上进行修复等等。

但仅仅依靠科学家，这力量还远远不够。更需要的，是整个社会的协同。

珊瑚：植物还是动物？

珊瑚是一种动物。

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。

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。

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。

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。

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，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。

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。

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。

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。

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。

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，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。

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。

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，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。

但这一切很快就要留在昨天了。

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。

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——不管是哪一个层面，对敏感的珊瑚礁的影响都是致命的。

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成粉色，直至纯白，最后死掉。

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。

除此之外，海平面上升对珊瑚礁也有一定的影响。

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。

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。

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，我们管它叫魔鬼海星。

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。

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。

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。

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。

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。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。

中科院海洋研究所研究员黄晖老师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。

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。

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。

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。

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，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”。

“捉”虫卵、“种”珊瑚

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。

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，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。

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（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。

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。

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

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？

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。

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。