珊瑚礁显示出气候压力的迹象，但仍有希望

珊瑚礁是众多海洋生物的家园。它们为海洋生物提供食物、保护其免受风暴破坏、维持旅游业并激发人们的好奇心。“如果我们失去珊瑚，我们就失去了地球的重要组成部分，”Kiho Kim 说道。

金是美国大学环境科学系的教授，他一直在研究珊瑚在气候变暖和污染日益严重的世界中的命运——而他对自己的发现感到担忧。

最近，他和同事们研究了污水处理厂和化粪池中的氮对关岛珊瑚骨骼的影响。关岛是美国领土，过去 60 年来，该岛的生态发生了巨大变化。他们的研究成果发表在《海洋污染公报》杂志上。

由于气候变化、过度捕捞和污染，全球范围内的珊瑚礁生态系统正遭受破坏。最近，科学家发现海水变暖导致澳大利亚大堡礁的整片区域死亡。

金虽然有些担心，但他也保持乐观，他认为目前看到的大部分损害是可以逆转的。“我们确实看到了污染压力的迹象，”他说。但“总的来说，珊瑚礁具有恢复能力，如果压力因素被消除，它们可以恢复。”

他的研究没有关注碳污染导致的海洋酸化的影响。然而，“酸化和变暖加剧了污染的影响，”他说，并补充道：“如果我们能够清理沿海水域，也许珊瑚和其他生物就能更好地适应气候变化。”

他还指出，在珊瑚礁靠近人类居住地的地区，“污染可能比酸化对珊瑚礁的健康状况起着更重要的作用，因为污染水平的变化要大得多。”

珊瑚在生长时会长出一层层的骨骼，金姆将这个过程比作建造公寓楼。“它从一间房间开始，一个看起来像小海葵的珊瑚虫，然后分裂并建造另一个房间，这个房间由从第一个房间衍生的基因相同的珊瑚虫占据，”他解释道。

“这使得珊瑚可以水平生长，”他继续说道。“此外，珊瑚通过增加额外的层数来垂直生长。就珊瑚而言，只有顶层被珊瑚虫占据。因此，当你取出珊瑚芯时，你可以看到每年的生长层，或“层数”。实际上，你必须在将珊瑚芯分开后对其进行 X 射线检查，因为肉眼无法看到这些层数。”

研究小组在关岛东部的托格查河流域对珊瑚进行研究，那里有一家社区污水处理厂，将污水排入下游珊瑚礁。金和他的同事在河口附近约 20 英尺深的水中从一群巨大的珊瑚中提取了一具骨骼。他们使用连接到水肺罐上的高压气钻取出了一根长度超过两英尺的岩芯。

然后他们用水泥塞堵住了洞。后来他们检查时发现，水泥塞上长满了珊瑚组织，说明珊瑚仍然很健康。

研究人员随后测量了珊瑚中氮同位素的比例。氮有两种同位素：15N 和 14N，这两个数字指的是原子核中的中子数。科学家通过检测两种同位素的不同重量来测量生物样本中 15N 和 14N 同位素的相对丰度。

“在我们的研究中，我们专注于氮，氮在污染研究中很常用，因为不同氮源的重氮（15N）与轻氮（14N）的比例不同，”他解释道。

“例如，肥料中的重氮与轻氮的比例就很低，”他补充道。“而污水中的重氮与轻氮的比例则较高。通过分析生物材料中的重氮与轻氮的比例，我们可以找出大部分氮的来源。通常，氮要么来自肥料，要么来自污水，这是沿海环境中两种常见的氮源。”

在这种情况下，毫不奇怪，损害来自污水中的氮。

科学家们使用了一种新方法——由普林斯顿大学科学家兼研究合著者王星辰开发的化学技术——从珊瑚骨骼中提取氮进行同位素分析。新工艺需要的珊瑚骨骼材料少得多，因此可以保存更多的骨骼。

“新方法能够分析实际的骨骼，而不是骨骼中残留的组织，”他说。“组织残留物并不丰富，这意味着传统方法需要对大量骨骼进行取样才能获得足够的组织进行同位素分析。使用我们的新方法，取样所需的骨骼要少得多。”

研究人员记录的氮污染与关岛过去 60 年的人口增长相关。仅在 1960 年至 1980 年间，托格查流域的人口就增长了十倍。

金说，关岛人民“可以采取措施应对污染”。“虽然成本非常高，但目前已有技术可以去除污水中的氮等营养物……但我们必须权衡升级污水处理厂的成本与失去珊瑚礁和生态系统的成本。通过适当的核算，数学通常有利于支付保护珊瑚礁和其他沿海生态系统的费用。

玛琳·西蒙斯为 Nexus Media 撰稿，这是一家涵盖气候、能源、政策、艺术和文化的联合通讯社。