世界各地海洋中的珊瑚礁正在消失。全球至少四分之三的热带海洋栖息地受到严重威胁。仅在2016年，大堡礁就失去了多达30%的珊瑚覆盖面积。但现代技术能否直接创造更多珊瑚礁？这听起来或许不可思议，但科学家正致力于通过3D打印建造新的珊瑚礁栖息地，以替代因气候变化、过度捕捞和污染而消失的栖息地。
珊瑚礁是热带国家居民赖以生存的重要生态系统，因为生活在珊瑚礁中的海洋生物是重要的食物和收入来源。珊瑚礁还能保护海岸线免受侵蚀和风暴侵袭。
遗憾的是，过度捕捞、污染和气候变化已经改变了大多数珊瑚礁的外观和功能。珊瑚对海水温度的小幅上升尤其敏感，因此极易受到全球变暖的影响。自20世纪80年代以来，许多珊瑚礁因高温而遭遇大规模珊瑚死亡。
珊瑚礁管理
珊瑚死亡后，珊瑚礁的坚硬结构仍会留存，新珊瑚可以在其上定居。但恢复过程可能需要很长时间，尤其是在环境问题尚未得到有效治理的情况下。这意味着现存的珊瑚礁结构其实相当充足，但如今许多残存的珊瑚礁已不再有珊瑚。
珊瑚有点像森林里的树木——它们构成了大部分复杂结构，为各种各样的物种提供栖息地。
管理珊瑚礁生态系统所受影响的大多数工作，都着眼于建立和设立海洋保护区（MPA）。这类海域会限制或禁止捕鱼及其他活动。至少三分之一的珊瑚礁已位于海洋保护区内。如果管理得当，这些保护区能带来巨大益处，包括保护鱼类及其他易受威胁的物种，并限制会造成污染或直接破坏的其他活动。
然而，在一些情况下，即便管理良好且受到保护的珊瑚礁，因新珊瑚补充不足，恢复情况仍不明显。新珊瑚以小型幼虫的形式随洋流抵达，随后在珊瑚礁上定居并变态发育。有时，珊瑚礁表面已碎裂成残骸，不再足够稳固，无法支撑珊瑚生长；这通常是炸鱼或船只搁浅所致。保护区内的珊瑚礁也无法免受全球气候变化的影响。
为解决这一问题，研究人员一直在探索如何修复退化的珊瑚礁：既可以直接在珊瑚礁上种植珊瑚，也可以（但较少采用）修补或替换部分珊瑚礁，使用人工结构。
世界各地许多地方都尝试恢复珊瑚礁作为野生动物栖息地的功能，但成效往往有限，恢复规模通常也很小，仅为数十至数百平方米。许多情况下，修复工作未能取得成效，是因为最初导致珊瑚礁衰退的因素没有得到充分治理。另一些情况下，修复目的并未经过周密考虑，因此难以判断项目是否成功。
3D打印珊瑚礁
最近，马尔代夫一处地点部署了规模最大的3D打印珊瑚礁之一，旨在利用一种名为模块化人工珊瑚礁结构（简称MARS）的新技术，打造新的珊瑚礁栖息地。MARS由陶瓷材料3D打印而成的格构组成，设计上可由小型船只运送，并由潜水员拼装。其构想是将这些结构与珊瑚养殖结合使用——即出于商业用途或珊瑚礁修复目的培育珊瑚——在已经退化的区域，或原本没有珊瑚的区域（如沙质海底）建造新的珊瑚礁栖息地。
MARS这类模块化结构的潜在优势在于，无需重型机械即可部署（例如，部署大型混凝土结构需要起重机和驳船），因此可在偏远地区以较低成本建造人工珊瑚礁。另一项优势是，3D打印技术能制造出外观与珊瑚礁相似、结构复杂的构造，为鱼类、珊瑚及其他珊瑚礁生物创造多种栖息地类型。
该系统还可根据特定地点的具体修复目标进行定制。每个单元均通过3D打印成型，空心部件内填充海洋混凝土并加入钢筋，以增强耐久性。
其表面设计便于使用环氧树脂或类似黏合剂移植珊瑚；表面在化学性质上呈惰性，因此人们认为它不会伤害新附着的珊瑚及珊瑚幼体。
这类人工珊瑚礁结构或许能在小范围内创造价值：当自然潜水点遭到破坏时，它们可以为游客提供高价值的潜水地点。如果能吸引游客和志愿者协助建造珊瑚礁、移植珊瑚，这些结构也能为他们参与保护工作提供途径。
有帮助，但不是治本之策
珊瑚礁的许多价值来自活珊瑚。例如，许多游客更愿意观赏活珊瑚，而不是死珊瑚。活珊瑚会持续构建珊瑚礁。因此，如果活珊瑚数量不足，珊瑚礁结构最终会随着时间推移而遭到侵蚀，也无法持续生长以跟上海平面上升的速度。珊瑚礁需要健康生长的珊瑚，才能继续发挥功能并保护海岸线。因此，仅仅增加可供珊瑚生长的珊瑚礁结构，本身并不能解决天然珊瑚礁衰退的问题。
将人工结构用作修复工具的另一大问题是成本非常高，可能会挤占现有且已证实有效的保护措施所需资金（例如，在海洋保护区内开展巡查执法）。还应指出，人工珊瑚礁的生物多样性水平和类型未必与天然珊瑚礁相同。然而，人工珊瑚礁最大的问题是，这些方法无法扩大到足以应对当前珊瑚礁退化所需的规模。
这并不意味着3D打印珊瑚礁对珊瑚礁管理毫无益处，因为任何修复活动都能提供机会，让公众了解珊瑚礁面临的困境。不过，要从长远角度应对珊瑚礁衰退，唯一的方法是直面其主要成因：气候变化、污染和破坏性捕捞方式。
