自然有弹性

比基尼环礁的核弹
1946年,美国军方在太平洋的一个珊瑚礁上进行了核弹试验,启动了一项为期50年的珊瑚礁恢复实验。 (美国国防部)
珊瑚礁可以从灾难中恢复过来。我们怎样才能将它们从我们身上拯救出来?

比基尼环礁在太平洋周围成立超过数百万年,距离巴布亚新几内亚和夏威夷之间的太平洋中间,已经受到可怕的人类造成的干扰。1946年至1958年,美国掀起了23分核爆炸在环礁或环礁附近测试核武器对军舰的影响。最大的一个,代号为“城堡布拉沃1954年3月1日,在暗礁上炸出了一个两公里宽、73米深的大坑,海面温度瞬间上升到惊人的5.5万摄氏度。(相比之下,太阳表面只有5500摄氏度的寒冷。)虽然没有人在这些爆炸之后对珊瑚礁生命进行全面的调查(尽管史密森尼的研究人员返回后),可以安全地说,附近的海洋生物将立即死亡,因为爆炸灭绝海底灭菌。

环礁的鸟瞰
比基尼环礁的卫星图像,显示了经过数百万年珊瑚礁的轮廓。 (美国宇航局)

近几十年来,比基尼环礁的辐射已下降足以让科学家们访问礁石是安全的,并衡量珊瑚是否已经恢复。尽管以前的破坏,那么珊瑚礁蓬勃发展,有很高的珊瑚覆盖,有大量的鱼类,大多数珊瑚品种已经回来。生态系统在受到干扰后恢复到类似生态状态的能力被称为弹力——科学家们正试图找出为什么有些生态系统能够反弹,而另一些却没有恢复欧宝体育稳不稳

在比基尼环礁,一名潜水员正游在一群鱼中间。这片珊瑚礁从20世纪40年代和50年代的核试验中恢复过来,表现出了恢复的能力。
在比基尼环礁,一名潜水员正游在一群鱼中间。这片珊瑚礁从20世纪40年代和50年代的核试验中恢复过来,表现出了恢复的能力。 (珊瑚礁研究卓越中心)

自然界因无数大大小小的扰动而处于不断变化的状态。在过去的几十年里,一个典型的珊瑚礁可能会暴露在温度和水化学的每日变化,以及周期性的气旋、疾病爆发和热浪中。事实上,可能有如此多的干扰,如果一个珊瑚礁年复一年保持相似的外观,观察者可能会感到惊讶。

虽然比基尼环礁已经表现出显着的弹性,但许多珊瑚礁也没有差不多。他们独特的生活历史解释了为什么似乎比核爆炸剧本更严重的骚扰使珊瑚礁随着时间而使珊瑚礁变得更少。

Reef-Building珊瑚是猎人和农民,精致适应生活在浅层热带水域,受到充足的阳光并含有几种营养素。他们追捕使用显微镜,有毒的麻木叫nematocysts.但通常只在晚上,当有更多的猎物和更少的珊瑚吃动物咬下他们的触手。珊瑚不再在白天蛰伏,而是以一种不同寻常的方式转向“养殖”:他们在透明的身体内部培养微观藻类。在大自然最优雅的合作社中,珊瑚饲养他们的废物到藻类,藻类用于为自己和珊瑚占用糖。

它们利用这种能量从水里造出岩石,建造自己的家园:珊瑚礁。岩石是碳酸钙,其包括珊瑚在内部存在的硬珊瑚骨架,并且在称为钙化的过程中由溶解的钙和碳制成。珊瑚与一些藻类和软体动物这样的其他有机体一起制造了礁石的三维结构,就像树木建立森林的结构一样。然而,珊瑚比树木的工作更远,超过数千年,建造整个岛屿和海滩。事实上,比基尼环礁不会存在,这不是硬珊瑚和其他钙化剂的工作。

核试验后半个世纪爆炸了比基尼环礁的珊瑚礁,珊瑚已恢复过来。
核试验后半个世纪爆炸了比基尼环礁的珊瑚礁,珊瑚已恢复过来。 (珊瑚礁研究卓越中心)

不幸的是,由于一系列干扰,珊瑚礁建筑珊瑚在世界各地消失,这是每天造成少量伤害的障碍。这些缓慢,慢性紊乱 - 包括较高的温度,酸化,水污染和过度捕捞 - 改变珊瑚如此良好适应的环境,使它们能够耕种藻类食物并存放碳酸钙。因此削弱了,它们更容易受到风暴,疾病和竞争对手(如海藻)的损坏

在孤立之外,这些干扰都不是随着核爆炸的毁灭性的任何地方,但它们的效果的总和可以随着时间的推移证明是珊瑚的速度要差。理解为什么这么多世界的珊瑚礁正在下降的关键,而比基尼蓬勃发展,可能与频率而不是干扰程度。当轰炸是在比基尼完成的时候,没有人会害怕辐射疾病。该岛成为了一个事实上的储备,其中钓鱼和水污染的当地骚乱被最小化。在这种环境中,珊瑚礁恢复了。

美丽的蟹水彩
Smithsonian Biogart Frederick Bayer绘制了这些刺蟹的水彩画,它生活在珊瑚上并保护他们免受捕食者。 (史密森学会国家自然历史博物馆无脊椎动物系)

管理弹性珊瑚礁意味着找到重新思考人类和珊瑚礁之间关系的方法。从燃烧化石燃料的大气中增加的二氧化碳浓度越来越大正在加热海水,改变其化学,并且可能产生更严重和频繁的风暴。所有这些变化意味着对珊瑚礁的更频繁和更强烈的干扰。对于未来蓬勃发展的珊瑚礁,我们需要作为一个全球社区来减少二氧化碳排放。与此同时,我们可以在本地规模中做出很多,以构建弹性珊瑚礁,例如保护礁区免受渔业和减少沿海污染。这些步骤可以很长的路来保护珊瑚,同时为当地社区提供福利。这些努力正在全世界正在进行中。

正如比基尼环礁所证明的那样,珊瑚礁可以是非常有弹性的 - 如果我们给他们一些喘息的房间。

2013年5月