一项令人警醒的新研究显示:如果本十年不大幅削减排放,99%的珊瑚礁可能消失

Coral reefs have long been regarded as one of the most significant ecological casualties of global warming.
Coral reefs have long been regarded as one of the most significant ecological casualties of global warming.Image: Unsplash/ Biorock Indonesia
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  • 气候变化正导致全球海洋热浪愈发频繁,气温不断升高正在损害世界各地的珊瑚礁。

  • 一项新研究发现,若升温1.5°C,世界上99%的珊瑚礁将遭遇过于频繁的热浪,无法恢复。

  • 研究作者表示,本十年大幅削减温室气体排放,是挽救现存珊瑚礁的最大希望。

珊瑚礁长期以来一直被视为全球变暖最早出现、影响最重大的生态受害者之一。在一项发表于《PLOS Climate》期刊的最新研究中,我们发现,这些热带生态系统的未来可能比预想的更糟;人们认为,这些生态系统容纳的物种比其他任何生态系统都多。

气候变化正导致全球海洋热浪愈发频繁。珊瑚已适应在特定温度范围内生存,因此,当海水温度长时间过高时,珊瑚可能发生白化——失去生活在组织内、通过光合作用为其提供养分的彩色藻类——最终甚至死亡。

在整个热带地区,大规模白化和死亡事件随着气候变暖,已从罕见现象变得相对常见。热浪愈发频繁,意味着留给珊瑚恢复的时间越来越短。

白化的珊瑚礁更容易受到疾病侵袭和营养匮乏的影响。Image: Maria Beger,作者提供

政府间气候变化专门委员会在2018年的一份报告中预测,全球升温1.5°C将导致世界上70%至90%的珊瑚礁消失。如今,借助能够分析相距一公里的珊瑚礁之间温度差异的模型,我们的团队发现,如果不采取大幅行动限制温室气体排放,预计全球将在21世纪30年代初达到升温1.5°C;届时,世界上99%的珊瑚礁将遭遇过于频繁、无法恢复的热浪。

这将给数千种依赖珊瑚礁的物种,以及约10亿人带来灾难,他们的生计和食物供应都受益于珊瑚礁生物多样性。

这些3D打印的人工珊瑚礁或有助于拯救香港的珊瑚礁
这些3D打印的人工珊瑚礁或有助于拯救香港的珊瑚礁
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热避难所

热浪造成的热应激可能影响广阔的地理区域内的珊瑚,例如整个大堡礁北部,或马尔代夫这样的群岛。2015至2016年的一场海洋热浪导致太平洋、大西洋和印度洋均发生大范围珊瑚白化。

珊瑚是类似小型水螅体的动物,它们分泌碳酸钙骨骼来构筑珊瑚礁,并形成由数千个个体组成的群体。珊瑚生长缓慢,因此白化和大规模死亡后需要很长时间才能恢复,而且污染和过度捕捞会阻碍恢复。有些物种生长较快,也更有能力迅速恢复。

科学家希望,某些珊瑚礁区域的局部条件能确保未来珊瑚拥有适宜的温度,即使周边地区升温也是如此。这些条件可能源于上升流(较冷的海水被带至海面)或强劲的洋流。珊瑚礁管理者可以优先保护这些所谓的避难所,为珊瑚提供更大的生存机会。

健康的珊瑚礁能够维持丰富多样的生命。Image: Maarten De Brauwer,作者提供

不过,要找到这些避难所并不容易,因为它们可能面积很小,而用于模拟海洋温度随时间变化的气候预测分辨率往往过于粗略。我们的团队利用卫星观测的历史数据对气候模型预测进行降尺度处理,提高了其分辨率,以查明未来哪些地方可能持续存在避难所。

我们发现,1986年至2019年间,世界上84%的珊瑚礁能够提供足够的热避难空间。这意味着珊瑚在白化事件之间有足够时间恢复。若全球气温较工业化前水平升高1.5°C,这些避难所中仅有0.2%仍会存在。若升温2°C,珊瑚礁将不再有躲避高温的安全港。

若升温2°C,珊瑚礁将不再有躲避高温的安全港。Image: Dixon等人(2022)/《PLOS Climate》

初步研究结果来自另一项研究(尚未完成同行评审)的初步发现似乎证实了全球升温1.5°C对珊瑚礁的灾难性影响。这项研究由美国科学家独立开展,采用了不同方法,但使用了相同的气候模型和空间分辨率。

珊瑚礁的未来

2015年签署《巴黎协定》时,全球领导人希望将全球升温控制在1.5°C这一较低上限。如今,这一目标正变得越来越难以实现。对珊瑚礁而言,全球变暖不存在安全上限。鉴于全球平均气温的上升速度,海洋热浪可能变得如此频繁,以至于世界上大多数珊瑚礁会经常承受无法忍受的热应激。本十年中,大多数珊瑚礁至少已经经历过一次这样的事件。

热浪并非席卷全球,因此各地区并非同时承受热应激,也并非所有珊瑚都会白化。有些珊瑚物种比其他物种更能应对极端温度,这与其生长形态或其组织内的藻类类型有关。尽管如此,本研究预测的热浪强度和频率可能连耐受性较强的珊瑚物种也会受到影响,这意味着世界将失去大部分珊瑚礁生物多样性。未来的珊瑚礁很可能与我们今天熟悉的多彩而丰富的生态系统截然不同。

气候变化已经在全球范围内损害珊瑚礁。Image: Unsplash/ Francesco Ungaro

气候变化已经在全球范围内损害珊瑚礁。如今我们知道,仅保护所剩无几的温度避难所并不足够。本十年大幅削减温室气体排放,是挽救现存珊瑚礁的最大希望。

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