最长的大堡礁研究记录了一个世纪的破坏

大约 100 年前，英国的一组科学家在澳大利亚道格拉斯港附近的洛岛研究珊瑚礁。他们戴着一顶笨重的金属潜水头盔，更像是一个水桶，在水下呆了好几个小时，用木铅笔在大到可以按比例绘制的粗糙玻璃上画出详细的草图。这些草图大部分是由团队中的一名女潜水员绘制的。这些草图描绘了复杂多样的珊瑚群落，其中有各种珊瑚——巨大的珊瑚以巨石般的形状为特征，有枝叶茂盛的树状珊瑚，还有像草一样在水中伸展的软体物种。

1928 年的大堡礁探险队，船员们花了一年时间探索和记录低岛。他们对每个群落位置的精确记录使现代海洋生物学家能够追溯探险队的足迹。他们于 2004 年、2015 年和 2019 年再次访问了最初的七个地点，以测量物种数量、珊瑚群落的覆盖率和大小以及温度等指标。这些指标与 1928 年和 1954 年当初的一名航行成员再次访问大堡礁时观察到的指标相同。他们的研究成果于上周发表在《自然通讯》上，是迄今为止最长的珊瑚礁生态调查。

这项研究由巴伊兰大学、以色列大学间海洋科学研究所和澳大利亚昆士兰大学的研究人员共同完成，研究发现，由于全球和当地的环境压力，同样的珊瑚礁群落的珊瑚数量和种类大幅减少。其结果证实了其他近期研究的发现：珊瑚礁正承受着巨大的压力，几乎没有希望恢复到原来的状态。

“我们发现了好几个没有珊瑚的地方，以前这些地方被描述为美丽的珊瑚礁，”以色列巴伊兰大学海洋生态学家、参与这项研究的四名科学家之一马奥兹·费恩说。“现在那里什么都没有了。没有珊瑚。没有无脊椎动物。看到一个又一个这样的场景，真是令人伤心。”

研究团队重点研究了两种类型的珊瑚礁：潮间带和潮下带。潮间带是受潮汐涨落影响的群落的家园。而潮下带则是即使在低潮时也始终被水覆盖的地区。

研究发现，潮间带群落受到的影响最大，其中四个群落几乎完全没有珊瑚。在同一时期，潮下带群落的珊瑚覆盖率并没有持续下降。相反，它们经历了研究中定义的重大阶段性转变。

在生态学中，相变代表群落（一群生活在一起的物种）从一种稳定状态过渡到另一种稳定状态。例如，珊瑚礁可能以分枝珊瑚和硬珊瑚为主，中间有软珊瑚。这是一个存在了很长时间的丰富群落。相变之后，珊瑚礁处于另一种状态，微藻或软珊瑚现在可能占主导地位。它仍然稳定，但与原来的状态截然不同。

生态系统试图抵抗这些转变，倾向于保持一种状态。只有重大的环境变化才能刺激这些重大的相变。

“我们经常发现很难将退化状态恢复到原来的状态，”Fine 说。“这些变化的长期影响凸显了避免珊瑚礁相移的重要性，因为即使修复，也可能需要几十年的时间。”

由于这些重大的相变，观察到的潮下带群落的物种丰富度（衡量特定地点不同物种数量的指标）下降。根据这项研究，这些潮下带地区拥有比过去的分枝珊瑚更多的大型珊瑚，软珊瑚的数量也有所增加。由于珊瑚礁群落中的关系非常特殊，珊瑚种类的减少导致非珊瑚物种的减少，从而造成生物多样性的整体丧失。在一个地点，从 1928 年到 2004 年，软珊瑚群落的数量增加了五倍。与 1928 年和 1954 年的探险记录相比，2004 年和 2015 年的物种丰富度降低了 50%。到 2019 年，研究人员测量到的丰富度进一步下降了 37%。

研究还发现，自 1928 年以来，海洋温度上升了约 0.7 摄氏度，这是气候变暖的迹象。全球环境压力因素（如气温升高）以及局部压力因素（如洪水泛滥和化肥径流增加）是导致相变的罪魁祸首。

随着澳大利亚沿海人口的增长，农业活动也随之增加。农场的肥料流入珊瑚礁，导致营养物浓度过高——藻类占据了这种环境，杀死了下面的珊瑚。此外，大堡礁集水区由四十个流域组成——水流入大堡礁时会聚集在这里。根据大堡礁海洋公园管理局发布的一份报告，城市发展和农业扩张改变了这些集水区的水流，导致珊瑚礁被淹没。再加上海平面上升，这可能会导致珊瑚礁被淹没，水太深，珊瑚无法获得所需的阳光。

“为了让这些珊瑚礁恢复，我们需要消除当地的干扰，”Fine 说。“这意味着要防止洪水，任何来自陆地的化学物质都可能危及这些珊瑚礁恢复的努力。”