我们生活在“人类世”，这是一个人类成为地球自然系统主导力量的时期。珊瑚礁生态系统也不例外。
珊瑚礁以其令人惊叹的美丽和多样性而广为人知，同时也具有重大的社会、文化和经济意义。在有人居住的岛屿上，小规模和自给型珊瑚礁渔业往往是重要的蛋白质和收入来源。
然而，人们普遍认识到，即便捕捞水平相对较低，也可能对珊瑚礁鱼类种群造成巨大影响。
科学家如何有效衡量珊瑚礁鱼类种群的现状，进而评估其可持续性？人们可能会认为，与人类影响隔绝的孤立珊瑚礁生态系统可以作为理想基准，用来比较其他珊瑚礁及其作为鱼类来源的生产力。但在一项 近期研究中，我们发现事情并没有那么简单。
我们利用科学潜水员在西太平洋中部近2,000个岛屿和环礁地点收集的数据，开发了一种方法，将人类因素与其他环境因素区分开来，以评估珊瑚礁鱼类的状况。我们发现，并非所有珊瑚礁区域维持鱼类种群的能力都相同，而且“自然”的构成因地而异，差异显著。
建立基线
有效管理珊瑚礁渔业的先决条件，是了解生态系统当前状况与其“原始”状态相比如何。换言之，如果人类完全没有影响这一系统，当地鱼类种群会是什么样？要估算珊瑚礁鱼类的原始生物量，一直颇为困难。
不出所料，人类越多， 人类越多往往意味着 鱼类越少 鱼类。然而，直接将远离人类影响的偏远珊瑚礁与有人居住的珊瑚礁进行比较，可能会产生误导，因为这假定一个区域的正常或自然状况可以直接适用于其他区域。实际上，每个区域都受到独立于人类影响而发挥作用的环境因素影响。
我们研究了环境变化和人类影响对珊瑚礁鱼类群落的相对作用。所用数据集汇集了美国国家海洋和大气管理局（NOAA）科学家及水肺潜水员开展的逾2,000小时水下目视调查成果，这些调查属于 太平洋珊瑚礁评估与监测计划 （RAMP）。
太平洋RAMP是全球规模最大的珊瑚礁监测工作之一，其独特之处在于采用标准化方法，并派遣核心调查潜水员前往近40个美国及美国所属太平洋岛屿和环礁的珊瑚礁。太平洋RAMP已对西太平洋中部的珊瑚礁开展监测15年，鱼类团队的科学水肺潜水员必须认识600多种珊瑚礁鱼类。在此期间，鱼类团队已对 五百万条珊瑚礁鱼进行了计数和测量！
受监测的岛屿涵盖了人类影响程度的广泛范围，从人口密集中心（如瓦胡岛、毛伊岛和关岛），到世界上一些最偏远、最原始的珊瑚礁，包括罗斯环礁、太平洋偏远岛屿海洋国家纪念区和夏威夷西北群岛。我们将这一独特调查数据集与通过卫星获取的各珊瑚礁地点环境状况估算值相结合，包括海表温度、波浪能量和海洋生产力——这些环境因素均会影响珊瑚礁群落的组成和丰度。
因此，我们得以将珊瑚礁鱼类丰度因大尺度环境状况变化而产生的变异，与人类活动造成的变异区分开来。通过这一方法，我们进而能够预测在没有人类的情况下鱼类群落会是什么样。
明显的人类影响
与以往研究结果一致，我们记录到，即使在人口密度估算值非常低的情况下，珊瑚礁鱼类生物量也会急剧下降。然而，在太平洋偏远、无人居住的珊瑚礁区域，没有人类并不总是意味着鱼类丰度极高。相反，差异与背景海洋生产力的变化密切相关。
有人居住的岛屿珊瑚礁（右侧，岛屿按人口数量由少到多排列）的珊瑚礁鱼类少于无人居住的偏远地区（左侧，岛屿按海洋生产力（CHL）由高到低排列）。不同地点预期的珊瑚礁鱼类生物量差异很大，这在很大程度上源于海洋生产力的自然差异。灰色条表示没有人类影响时预测的鱼类生物量。
williams/plosonepaper
具体而言，海洋生产力高的区域——也就是存在上升流的区域，较冷且富含营养物质的海水从深处涌升至这些浅水栖息地——其生物量是生产力较低区域观测值的两到四倍。
这意味着，不能假定所有珊瑚礁维持大型鱼类种群的能力都相同。因此，渔业管理者若以高生产力区域的偏远珊瑚礁为目标基准，可能会受到误导。
在控制由当地环境因素导致的珊瑚礁鱼类生物量空间变异后，我们据此预测，在当地环境背景下、但没有人类时的预期生物量（上图中的灰色条）。研究结果十分鲜明：在人口密度从低到高的有人居住区域，珊瑚礁鱼类生物量估计减少了20%–78%。
这项研究有两方面意义。首先，由于这种总体相似栖息地类型存在自然变异，不同珊瑚礁维持高鱼类生物量的能力各不相同，这意味着健康珊瑚礁应是什么样子，并不存在单一标准。
其次，我们的研究结果证实，即使人类活动水平很低，也与珊瑚礁鱼类丰度大幅下降有关。这表明，要使珊瑚礁群落维持在近似自然原始状态，可能有必要设立完全保护的禁捕区。
另一项相关的 近期全球研究 也大量依赖太平洋RAMP数据，得出的结论是：全球83%的珊瑚礁鱼类生物量仅为其自然承载能力的一半或更低。
这项开创性研究首次提供了原始鱼类生物量的全球基准估算，并估计，如果在目前仍有捕捞的区域停止捕捞，恢复需要35至60年。对大多数地点而言，要接近完全恢复，需要长期有效地执行渔业限制措施。
归根结底，珊瑚礁鱼类生物量目标应由社会而非科学来决定。这些近期研究为正确理解人为活动导致的珊瑚礁鱼类资源枯竭程度奠定了基础，从而使人们能够在充分知情的情况下作出此类选择。
本文与 The Conversation合作发布。本文的发表并不意味着世界经济论坛认可文中观点。
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作者：Adel Heenan 是美国国家海洋和大气管理局的附属研究人员。Ivor D. Williams 是美国国家海洋和大气管理局的定量珊瑚礁生态学家。
图片：在拉斯穆罕默德保护区可见珊瑚礁，该保护区位于沙姆沙伊赫以南约30公里（19英里），处于西奈半岛最南端。路透社/Asmaa Waguih
