珊瑚礁是海洋特別是熱帶地區(qū)海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。珊瑚蟲通過分泌碳酸鈣,在身體四周筑造了一間“小房子”,而珊瑚礁就是一代代珊瑚蟲留下的“空房子”。神奇的珊瑚礁還為眾多海洋生物提供了生存家園,堪稱“海中熱帶雨林”。
然而,科學(xué)家們多年研究認為,到本世紀(jì)末,人類可能將面對一片沒有珊瑚的海洋。與此同時,數(shù)萬種以珊瑚礁為家的海洋生物也將一同消失。
這一預(yù)測并非危言聳聽。近日,對澳大利亞大堡礁的研究發(fā)現(xiàn),新生珊瑚數(shù)量比歷史同期下降了89%。如果沒有新生珊瑚不斷合成新“房子”,即便像大堡礁這樣綿延2000多千米的巨型珊瑚礁群,也會在幾十年內(nèi)被海浪逐漸瓦解。
究竟是什么導(dǎo)致了珊瑚的減少?珊瑚的繽紛色彩主要源于體內(nèi)共生的蟲黃藻。這種單細胞生物能為珊瑚提供能量物質(zhì)。當(dāng)海水升溫到一定程度時,蟲黃藻的生活狀態(tài)發(fā)生改變,不生產(chǎn)能量而產(chǎn)生有毒物質(zhì)。珊瑚于是會將蟲黃藻全部吐出體外,造成所謂的“白化”現(xiàn)象。失去蟲黃藻這一重要的能量來源,珊瑚只能面對死亡的結(jié)局。
全球性的珊瑚白化浪潮越來越頻繁,每五六年就會出現(xiàn)一次。不過,由于白化的誘因在于氣候變化造成的海水溫度上升,而高緯度海區(qū)原本寒冷的海水,升溫后可能就會變得適宜珊瑚生長了,所以這并不是珊瑚面對的最大危機。
與海水溫度上升相比,海洋酸化才是珊瑚無處可躲的困境。海洋酸化也是由于二氧化碳過量排放造成的。隨著大氣中二氧化碳濃度的不斷攀升,溶解在海水中的二氧化碳也會越來越多。實際監(jiān)測表明,全球海洋表層的pH值已經(jīng)從工業(yè)革命初期的8.2下降到了8.1,而到本世紀(jì)末很可能會降到7.8。
雖然7.8的pH值仍代表堿性環(huán)境,不會溶解構(gòu)成珊瑚礁的碳酸鈣,但是近年來的研究發(fā)現(xiàn),pH值每降低一點,合成碳酸鈣所需要的能量就會變高一點。隨著珊瑚蟲把越來越多的能量用于碳酸鈣合成,它們可用來抵御病蟲害、抵抗環(huán)境壓力甚至是繁育后代的能量就會越來越少,瀕臨滅絕。
珊瑚的問題只是冰山一角。海洋中還生活著數(shù)量眾多、像珊瑚一樣需要在生命過程中合成碳酸鈣的生物,大到貝類、海螺,小到某些單細胞的藻類,統(tǒng)稱為鈣化者。許多實驗證實,當(dāng)pH值降到7.8時,鈣化者將無法再利用自身能量來合成碳酸鈣。換句話說,如果海洋持續(xù)酸化,在本世紀(jì)末的海洋中,現(xiàn)有的多數(shù)鈣化者都可能無法生存。
更令科學(xué)家們擔(dān)憂的是,鈣化者雖不起眼,但卻是海洋食物鏈網(wǎng)的重要基礎(chǔ)。如果不能盡快減少二氧化碳的排放,一旦海洋環(huán)境發(fā)生顯著改變,面臨消失的將不僅僅是珊瑚。
(作者葉 盛,為北京航空航天大學(xué)教授)
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2018-01-08 15:23:45