海南省海洋厅2024年组织开展了对海南省三亚等海区珊瑚礁生态系统的预警监测评估调查,以掌握珊瑚礁的生态状况和变化趋势。
珊瑚礁生态系统是我国尤其是南海的典型生态系统之一,其在保护海岸线、维持生物多样性、促进全球碳循环、维护海洋权益等方面具有重要作用。2019年全国珊瑚礁生态现状调查共发现近岸海域珊瑚礁分布面积约258km²,其中海南岛周边是主要的分布区,分布面积达199km²,涉及岸线长度超过240km。
珊瑚是固著的动物,不能移动,并且外形像花像树,容易被误认为生长在海底的植物,但实际上珊瑚本身无光合能力。珊瑚属于刺胞动物门珊瑚纲海生无脊椎动物,珊瑚的个体称为珊瑚虫,通常只有几毫米大小。
由于珊瑚虫难以移动,依靠触手捕捉接近自身的浮游生物和以食物残渣为食,但更主要的能量来源是生活在它们体内的一种微小藻类。珊瑚虫代谢时,会释放出二氧化碳以及氮、磷等,成为藻类的养分,藻类则以光合作用产生的氧气和有机物回馈,彼此互利,形成共生关系。虽然常见的珊瑚外表有各种颜色,但许多珊瑚虫本身却是灰白色的,其大部分色彩来自共生藻类,比如虫黄藻,有些珊瑚虫也会吸附海洋中的各种元素而形成不同颜色,故每棵珊瑚都有不同的生长纹路与颜色分布、白心等特征。当珊瑚体内共生藻数量下降时,会造成珊瑚白化的现象。珊瑚的“生长”指珊瑚虫钙化、堆积形成骨骼,而珊瑚的生长速率十分缓慢,每年仅增长大约1cm,在生长时它们会以分泌碳酸钙的方式形成钙质骨骼,因此珊瑚的主要成分为碳酸钙(CaCO₃) 。
珊瑚从结构和形态分为石珊瑚及软珊瑚,从生态角度分为造礁珊瑚和非造礁珊瑚。珊瑚礁是石灰岩结构的礁石,由造礁珊瑚、石灰藻以及其他钙化生物在动植物之间既竞争又合作过程中,借由钙化作用与沉积作用所建造而成。珊瑚的端部不断成长在死去的珊瑚虫的骨骼上。海浪、游动的鱼和其它外力会折断这些珊瑚,使它们落入珊瑚礁的隙缝中。许多其他生活在珊瑚礁的生物的骨骼也是由碳酸钙组成的,它们也为珊瑚礁的形成做出贡献,但是珊瑚虫是最重要的。
珊瑚礁孕育了十分庞大的生态系统,珊瑚造礁作用为许多动植物提供了生活环境,其中包括蠕虫、软体动物、海绵、棘皮动物和甲壳动物等,估计占海洋物种数的25%,因此珊瑚礁被称作“海洋的热带雨林”。此外珊瑚礁还被发现是许多大洋带的鱼类的幼鱼与其猎物的生长地,全世界的珊瑚约有1500种,而依靠珊瑚作为栖所的鱼类更多达全世界鱼类总数的3/4,可以说没有健康的珊瑚礁,不但影响近海大量物种,远洋渔业的海中生态也将不复存在。
珊瑚礁的生物多样性
按照珊瑚礁地理分布的不同,可以分两类:深水珊瑚礁和热带珊瑚礁。
深水珊瑚礁中许多石珊瑚也可以在水温20°C以下成长和成礁。不像热带珊瑚,它们不以阳光作为首要能源,而是吸收周围水里的营养。这类珊瑚的颜色有红、紫等等,一般都是珊瑚虫本身的颜色,或因化能合成生物共生在其体内。与热带珊瑚礁相比,这些珊瑚礁的生长非常缓慢,每年甚至只有1mm。比如在欧洲的沿海从伊比利亚半岛直到北角都有一圈这样的珊瑚礁围绕,形成这些珊瑚礁的主要物种是多孔冠珊瑚Lophelia pertusa和多眼筛珊瑚Madrepora oculata。
热带珊瑚礁的珊瑚只能在水温高于20°C的地区生存。由于这些石珊瑚与虫黄藻共生,需要充分的阳光进行光合作用,因此许多珊瑚都分布在阳光可照射至的深度,即透光层,约在水深50m以内。热带珊瑚礁一般位于北纬30°至南纬30°之间。热带珊瑚礁的总面积约为60万km²,它们每年约堆积6.4亿吨的碳酸盐。
水温常年高于20°C的地区
根据礁体与岸线的关系,珊瑚礁也可以划分出岸礁、堡礁和环礁。
裙礁 堡礁 平顶礁
岸礁:亦称裙礁或边缘礁,沿着大陆或岛屿岸边生长发育。大多数沿岸珊瑚礁是裙礁。裙礁的形成需要一定的条件,在大量淡水入海的地方(比如亚马逊河的入海口)裙礁无法形成。
堡礁:又称堤礁,是离岸有一定距离的堤状礁体,它在大洋与大陆架的浅水之间形成了一个屏障。堡礁可以是因为大陆下沉由裙礁演化而成。最著名的堡礁是澳大利亚的大堡礁。
环礁:一般是由火山岛周围的裙礁演化而成的。通过风化岛屿逐渐被消磨,最后沉到水面以下,最后只剩下一个环绕着一个暗礁的环礁。大陆下沉和海面上升也会形成环礁。马尔代夫由26个这样的环礁组成。
平顶礁:是在平坦的海底,满足珊瑚礁生长的条件下形成。平顶礁有时有些地方可以伸出水面,在那里形成沙滩和小岛,而在这些沙滩和小岛附近又可以形成裙礁。在平顶礁的中部可能形成礁湖,环礁的内部也可能有平顶礁形成。
热带与温带海洋的大部分范围内均有零星的珊瑚分布,但实际上因为海岸的破坏,珊瑚的数量不足以形成礁,而密度较高的地方则可被称为珊瑚礁,全世界的珊瑚礁总面积估计为28.43万km²,其中印度洋-太平洋地区(包括红海、印度洋、东南亚和太平洋)占91.9%的面积。仅东南亚就占32.3%的面积,太平洋(包括澳大利亚)占40.8%。大西洋和加勒比海仅占全世界的7.6%。
珊瑚礁的位置
美国西海岸和非洲西海岸基本上没有珊瑚礁,或者很少,其原因主要是上升的强冷海流降低当地的水温。从巴基斯坦到孟加拉国的南亚海岸的珊瑚礁也很少。南美洲东南海岸和孟加拉国缺少珊瑚礁的原因是因为亚马孙河和恒河在这里有大量淡水入海。
世界上著名的珊瑚礁有:
澳大利亚的大堡礁是世界上最大的珊瑚礁
印度洋与太平洋之间的珊瑚大三角
洪都拉斯的罗阿坦堡礁是世界上第二大的珊瑚礁
埃及红海海岸的珊瑚礁
然而,珊瑚礁正面临严峻挑战:
海水变暖:海水温度升高导致珊瑚白化,长期白化会致珊瑚死亡。珊瑚礁对海水的温度非常敏感,若海水持续几周处于2°C左右的升温状态,珊瑚体内的共生藻开始大量囤积过氧化氢,而过氧化氢会同珊瑚礁岩发生化学反应,珊瑚虫为了保护自己,不得不将共生藻类排出体外,从而出现珊瑚白化现象。庆幸的是,珊瑚虫并不会马上死亡,如果接下来海水降温足够快,共生藻类会在一定时间内重新被珊瑚虫吸收体内。如若不然,死亡后珊瑚礁的恢复期可能会长达十年以上。2015年开始的第三次全球珊瑚礁白化事件,是有记录以来持续时间最长、破坏性最大的一次,迄今全世界70%的珊瑚礁受到影响。
珊瑚白化
海洋酸化:二氧化碳吸收增多使海水酸性增强,削弱珊瑚分泌钙质的能力。
污染:农业径流、塑料垃圾和石油泄漏会危害珊瑚健康。
过度捕捞:破坏生态平衡,影响珊瑚礁的复原能力。
物理破坏:无序的旅游活动和沿海开发导致珊瑚直接损毁。
自然天敌:珊瑚的天敌有长棘海星和核果螺等。长棘海星(又称棘冠海星)是珊瑚最典型的敌害生物。一只成年长棘海星一天可以啃食20cm²的珊瑚,啃食速度远远大于珊瑚的生长速度,一旦大规模爆发,将造成大面积珊瑚退化乃至死亡。
长棘海星啃食珊瑚
在减轻人类活动对珊瑚礁影响的努力上,当前国内国际普遍采取的措施包括建立珊瑚礁保护区,严禁礁区内的捕捞活动,限制近岸陆源污水直接排放等。对于旅游强度大的区域,尝试推行“轮休制”等管理办法。对已经退化的珊瑚礁进行保护修复,除减少周边人类活动影响,营造自然恢复的条件以外,实施有针对性的人工生态修复工程是重要的举措。所采取的修复方法主要包括幼体繁育、珊瑚断片培养、底播移植、建造和投放人工礁体等。
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