研究表明：人工珊瑚礁显示出可以模仿因气候变化而死亡的真实珊瑚礁的早期迹象

图片来源：CC0 公共领域

　　2023 年 9 月，地球平均气温比工业化前基线高出 1.75°C ，突破(即使只是暂时的)1.5°C 阈值，世界领导人同意在该阈值下努力限制长期变暖。

　　这种程度的持续变暖将使海洋珊瑚礁难以生存。对于那些依靠珊瑚礁获取食物、保护海岸线免受风暴侵害以及旅游业等其他收入来源的社区来说也是如此。政府间气候变化专门委员会最近的评估预测，即使全球变暖保持在最乐观的情况下，未来几十年内多达三分之二的珊瑚礁可能会恶化。

　　恢复因气候变化而失去的所有珊瑚礁是不可能的。但我们是研究如何保护这些栖息地的科学家，我们希望人造结构(由混凝土或其他硬质材料制成)可以复制天然珊瑚礁的复杂形式并保留它们提供的一些好处。

　　我们知道人工鱼礁可以吸引鱼类并拥有高水平的生物多样性——通常与天然鱼礁类似。部分原因是它们为海绵和珊瑚等无脊椎动物提供了生长的坚硬表面。人工鱼礁还为鱼类、螃蟹和章鱼等经常移动的物种提供了由裂缝、隧道和其他藏身之处组成的复杂栖息地。

　　但到目前为止，科学家们还不确定人工珊瑚礁是否吸引了原本生活在附近珊瑚礁上的野生动物，或者它们是否有助于支持全新的社区，扩大现有种群。这很重要，因为如果天然珊瑚礁确实死亡，这些人造结构必须能够自我维持，才能继续造福于包括我们自己在内的物种。

　　我们最近发表在《海洋生物学》上的研究首次探讨了热带地区的人工鱼礁是否能够像自然形成的人工鱼礁一样发挥作用。答案是：还没有，但这些混凝土结构已经开始模仿珊瑚礁的一些关键功能，而且随着时间的推移，它们应该会变得更好。

　　遵循营养

　　尽管珊瑚礁生长在营养物质含量较低的热带水域(促进植物生长的硝酸盐和磷酸盐等化学物质) ，但珊瑚礁仍然支持着大量不同的物种。这让博物学家查尔斯·达尔文感到困惑，它被称为达尔文悖论。我们现在知道，珊瑚礁通过生活在其上的无脊椎动物、珊瑚和鱼类极快地循环营养物质来实现这一目标。

　　在健康的珊瑚礁系统中，来自死亡动物和粪便的营养物质会被生活在珊瑚礁上的动物(例如小鱼或无脊椎动物)迅速消耗，而这些小动物经常被较大的动物吃掉。这确保了这些营养物质不会积累，因此它们保持在较低水平，防止藻类过度生长并窒息珊瑚礁。

　　如果人工鱼礁具有与天然鱼礁类似的功能，那么我们预计它们能够快速处理进入系统的营养物质，并保持总体营养水平较低。这表明它们也是高产的生态系统，即使许多天然珊瑚礁死亡，也同样能够支持多样化和丰富的野生动物。

　　我们试图通过比较天然珊瑚礁和人工珊瑚礁之间的营养水平及其储存方式来准确比较两者。

　　从混凝土到珊瑚

　　我们的研究是在印度尼西亚巴厘岛北部进行的。扎克与他人共同创立的当地非营利组织“北巴厘岛珊瑚礁保护组织”在过去六年里一直在国际志愿者和当地渔民的帮助下建造人工鱼礁，当地渔民使用船只将人工鱼礁投放到近海。

　　虽然迄今为止已部署了超过 15,000 个珊瑚礁，但它们的面积仅约 2 公顷，大约相当于两个足球场的大小。

　　但这些结构开始显示出像珊瑚礁群落一样发挥作用的迹象。我们从人工鱼礁附近的沙子下提取的水中发现了高浓度的磷酸盐，这是大量鱼类排泄的证据。在沉积物上方的水样中，我们测量的所有营养物质的水平都很低，并且与天然珊瑚礁上记录的水平相似，这表明人工鱼礁正在快速回收这些营养物质。

　　然而，我们测试的混凝土结构周围的沉积物似乎储存的碳少于天然珊瑚礁周围的沉积物。我们认为这种差异可能与无脊椎动物物种的相对丰度有关，例如水螅(珊瑚的植物类近亲，通过从海水中筛选碎屑来进食)。这些在我们研究的天然礁石上很常见，但在人工礁石上只发现了少量但数量不断增加的情况。我们认为，随着时间的推移，随着越来越多的这些物种在混凝土上定居，珊瑚礁的功能将变得更像它们的自然对应物。

　　这项研究带来了一些希望，即随着时间的推移，人工鱼礁可以更多地模仿天然珊瑚礁所维持的过程。我们的发现是一个早期迹象，表明人工鱼礁可能能够支持因气候变化而失去珊瑚礁的当地社区。

　　人工鱼礁无法解决气候对珊瑚礁的威胁。只有迅速消除温室气体排放才能保护这些生态系统的未来。但我们的研究表明，在珊瑚礁因污染、破坏性捕捞或沿海开发而已经消失的地方，也许可以通过人工结构来恢复一些失去的效益。

　　我们的研究表明，人工鱼礁可能需要长达五年的时间才能像珊瑚礁一样开始发挥作用，因此这些恢复计划必须立即开始。

　　更多信息：Zach Boakes 等人，印度尼西亚巴厘岛人工和天然珊瑚礁的营养动态、碳储存和群落组成，海洋生物学(2023 年)。