全球最美珊瑚礁群，大堡礁是如何煉成的？

珊瑚奇蹟

文 | 星球研究所

中國人常說「水至清則無魚」

這一點大抵適用於中國的江河

如果放之全球的海洋則並不適用

我們熟知的許多熱帶島礁

不但海水清澈透明、令人沉醉

而且魚蝦成群、極盡絢爛之能事

（攝影師@Kimberly Wheeler）

180年前

正在環球航行的生物學家達爾文

對熱帶島礁發達的生態系統產生了疑問

海水清澈透明意味著缺乏足夠的營養物質、浮游生物

也就無法供養龐大的生態系統

它們本應是海洋中的「沙漠」

實際上卻成了生機勃勃的「熱帶雨林」

這背後到底發生了什麼？

達爾文並沒有給出令人信服的答案

這個問題也因此被稱為

達爾文悖論（Darwin』s Paradox）

最典型的莫過於位於澳大利亞東北部的

大堡礁（Great Barrier Reef）

它面積達34.4萬平方公里

比鄰國紐西蘭國土面積還要大出1/4

（地圖源自Google地球，星球研究所標註）

2900個獨立珊瑚礁、900個大小島嶼

南北綿延伸展超過2300公里

這樣的密度、規模世所罕見

堪稱世界最大、最長的珊瑚礁群

（點擊放大查看，地圖源自大堡礁海洋公園管理局）

即使從太空觀察也非常容易辨認

軌道高度超過300公里的國際空間站宇航員

便在2015年10月12日拍攝到了其中三個珊瑚礁的高清照片

圖中最大者名為哈迪礁（Hardy Reef）

淺色的潟(音xì)湖與周圍深藍的海水對比顯著

珊瑚礁之間形成了一條海路

風平浪靜時船隻可以在此間通過

（照片區域跨度約15公里，相機為Nikon D4，圖片源自NASA）

當高度從300公里的太空下降至數百米

連綿的礁石便會像漂浮的漁網一樣直撲視線

（哈迪礁，圖片源自昆士蘭州旅遊觀光局）

著名的

心形礁（Heart Reef）

也藏在這些密布的漁網中

（心形礁，攝影師@Larry Malvin/123RF）

礁石間深藍的航道

如同陸地上的河道蜿蜒而去

大小遊船載著遊客穿梭其中

（哈迪礁，圖片源自昆士蘭州旅遊觀光局）

當我們把高度完全降至海面

更加奇異的景象出現了

著名的海底全景拍攝機構

凱特林海景調查（XL Catlin Seaview Survey）

利用深海潛水員、潛水機器人

完成了這組非常罕見的大堡礁「海洋街景」

遠處的海水光滑如鏡

近處的海水卻突然被上帝掀掉了「蓋子」

水底的珊瑚歷歷在目

幾乎完全透明

（請將手機橫屏觀看，拍攝於Wilson Island附近的落日，圖片源自XL Catlin Seaview Survey）

當鏡頭潛入海面之下

世界上最壯觀的珊瑚花園便徹底露出真容

400多種形態各異的珊瑚

如同海底開出的花朵、色彩斑斕

（請將手機橫屏觀看，圖片源自XL Catlin SeaviewSurvey）

巨大的

濱珊瑚（Porites）穩坐海底

它的年齡超過500歲

看起來就像是一個癟了氣的籃球

不知被誰家丟棄海中

這幅寬廣的畫面仍能保持極高的清晰度

可見大堡礁海水透明度之高

（請將手機橫屏觀看，拍攝於Wilson Island附近，圖片源自XL Catlin Seaview Survey）

透明的海水可以最大限度呈現出珊瑚的豐富色彩

讓來自世界各地的潛水愛好者飽覽海底勝景

（請將手機橫屏觀看，圖片源自XL Catlin Seaview Survey）

清澈透明的海水包裹之下

是一個生機勃勃的海底天堂

各色魚類環繞著海底「小山包」

朝聖一般地游來游去

（請將手機橫屏觀看，此處名為Steve"s Bommie，圖片源自XL Catlin Seaview Survey）

大堡礁生活的魚類超過1500種

佔全球海洋魚類的1/10以上

是世界上魚類品種最豐富的區域之一

包括小丑魚、紅皇帝喉、鯛魚、珊瑚鱒魚等等

（相比之下中國所有海域加起來的的魚類才3000種）

其中六帶鰺（音shēn）是水下攝影的常客

它們喜歡聚集成群，形成一個魚群風暴

人類潛水員在它們面前變得渺小無比

（請將手機橫屏觀看，拍攝於Lady Elliot Island附近，圖片源自XL Catlin Seaview Survey）

大堡礁還吸引了30多種海洋哺乳動物

包括鯨魚、海豚、鼠海豚等等

體重高達40噸的座頭鯨也是其中一員

它們是大堡礁最龐大的訪客

每年兩萬頭座頭鯨跨越9600公里

從南極洲往返這片溫暖安全的水域

並在此生養哺育後代

（請將手機橫屏觀看，圖中為小鬚鯨，圖片源自XL Catlin Seaview Survey）

海豚也不遠千里而來

遨遊於純藍世界

因為「居民」眾多

居民們需要激烈競爭才能生存下來

這使得大堡礁生命進化的速度

比其他海洋環境快50%

（請將手機橫屏觀看，拍攝於Myrmidon Reef，圖片源自XL Catlin Seaview Survey）

為什麼大堡礁會形成

如此大面積的海底天堂呢？

我們需要從大堡礁的海底地形說起

大堡礁海底相對平坦

平均深度僅為35米

而在它的東側海底深度驟降至1000米以下

兩者之間形成了一個巨型斷崖

（從海底仰望斷崖的模擬圖，這處斷崖非常像澳大利亞的烏盧魯巨岩；本段論述依據詹姆斯庫克大學Robin Beaman教授的研究）

1.4萬年以前

澳大利亞的東北海岸線便位於這處斷崖

後來隨著末次冰期結束

大量冰川融化帶來全球海平面快速上升

不但阻隔了澳大利亞古代人類與亞歐大陸的聯繫

使得澳大利亞成為一座超級孤島

還淹沒了大堡礁這片開闊平坦的土地

最快時海岸線每年向內陸推進數百米之多

（本段論述依據詹姆斯庫克大學Robin Beaman教授的研究，星球研究所標註）

就像達爾文觀察的那樣

這片新生的海洋非常貧瘠

幸運的是

一種多數僅有2-3毫米的小動物看上了這裡

它們便是珊瑚蟲

（一種造礁珊瑚蟲，圖片源自NOAA）

多數珊瑚蟲體內含有一種共生藻類

這種藻類可以通過光合作用

為珊瑚蟲提供能量和碳酸

讓珊瑚蟲可以在貧營養的環境中生存下來

但是

它也其它挑剔的要求

包括合適的海水溫度、鹽度等等

其中最重要的條件是

充足的陽光

來到大堡礁之前

珊瑚蟲已經在地球上存少至在了5億年

在大堡礁斷崖海岸附近也已經生存了2000萬年之久

但海洋中多數區域的深度使得陽光無法穿透

珊瑚蟲只得藉助接近海面的海山或島嶼生存

島嶼的面積畢間有限

珊瑚蟲也便難以大量繁衍

而大堡礁這片新生的淺海不知道比那些小島大了多少倍

離開壑陽光明媚，直射海底

堪稱珊瑚蟲的最佳家園

於是珊瑚蟲在大堡礁大量繁衍

它們將體內藻類提供的碳酸合成碳酸鈣

從底部分泌出來製造出骨骼

經過一萬年的堆積

一座座巨大的海底城市便誕生了

（請將手機橫屏觀看，拍攝於Heron Island，圖片源自XL Catlin Seaview Survey）

珊瑚蟲和共生的藻類

發展出了一個極為高效的能量系統

把營養物質從一個層級傳送到另一個層級

在兩者之間循環利用

只有很少的營養會流失到整個系統之外

因而豐富度得以在貧瘠的海洋中不斷累積

最終發展出了世界上最多彩的海洋生態

所以珊瑚礁僅佔地球表面積的1/1000

卻因為對能量的高效利用

而擁有全球1/4的海洋物種

這便是今天科學家對達爾文悖論的解釋

（關於達爾文悖論還有其它學說，比如島嶼質量效應Island Mass Effect，此處不展開敘述）

小小的珊瑚蟲創造了一個海洋奇蹟

在大堡礁為無數動物建造了家園和庇護所

包括1500種熱帶魚、200種鳥類、20種爬行動物

1981年大堡礁被列入世界自然遺產

也被CNN評選為世界七大自然奇觀之一

大堡礁的英文名字則緣於它的獨特形態

今天的我們可以從太空更直觀地看到這一點

珊瑚礁沿著海岸分布

在深海與大陸之間形成了一道堤壩（英文Barrier）

並因此得名Great Barrier Reef

（圖片源自NASA）

但作為大堡礁的創建者

目前珊瑚蟲們的生存狀況卻不容樂觀

全球氣候變化加劇引發了更多的熱帶風暴

可以輕鬆將整片的珊瑚礁碾為齏粉

人類過度捕撈大法螺

引起珊瑚蟲的天敵棘冠海星爆髮式增長

導致大面積的珊瑚被棘冠海星吞食

而上述所有這些的危害力量都比不上

珊瑚白化（Coral bleaching）

（同一株珊瑚白化前後對比圖，圖片源自XL Catlin Seaview Survey）

健康珊瑚呈現的紅、黃、綠等多種顏色

主要源於珊瑚體內的共生藻類

然而全球氣候變暖導致的海水溫度升高

以及海洋污染物增多、海水鹽度改變等等原因

使得珊瑚為了自保

不得不驅逐出體內的藻內

失去共生藻類的珊瑚會呈現出白色

這種飲鴆止渴的自保方式

如果不能快速恢復珊瑚就會死亡

1980年-2016年的30多年間

大堡礁已經出現8次大規模的珊瑚白化

雖然歷次白化事件之後

大堡礁都最終得以部分恢復

但每一次新的白化也都愈加嚴重

在2016年珊瑚白化時

潛水員再次潛入Heron Island的海底

看到的景象卻是有如珊瑚墳場

（請將手機橫屏觀看，圖片源自XL Catlin Seaview Survey）

科學家在系統調查之後

大堡礁珊瑚白化的嚴峻形勢便清楚地展現出來了

其中最嚴重的區域位於北部

白化比例高達81%

（圖片源自美國《國家地理》）

澳大利亞大堡礁海洋公園管理局

在一年一度的展望報告中寫道

因為人類活動影響，1985年到2012年間大堡礁的珊瑚覆蓋率下降了50％

這真是一個悲傷的消息

我們應該做點什麼呢？

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