科学家如何设法拯救佛罗里达珊瑚礁，使其免受极端海洋高温侵袭？

• 佛罗里达珊瑚礁因海水温度创历史新高而出现大范围珊瑚白化。

• 当珊瑚受到温水胁迫时会发生珊瑚白化，珊瑚会排出生活在其组织中、赋予其颜色的藻类。

• 白化的珊瑚更容易死亡，这可能对佛罗里达礁及周边生态系统造成毁灭性影响。

• 这些努力属于一场规模前所未有的佛罗里达紧急应对行动的一部分。

手持刷子，年轻的水肺潜水员于七月下旬来到佛罗里达鳄鱼礁的海域，试图帮助在2023年异常海洋热浪中挣扎求存的珊瑚。他们在实习生的监督和指导下，小心刮除威胁鹿角珊瑚碎片的有害藻类和捕食者，这些实习生来自伊斯拉莫拉达珊瑚保护与修复教育机构，简称 I.CARE。

通常在每年这个时候，I.CARE的志愿潜水员会将珊瑚移植到佛罗里达群岛附近海域，作为一项全国性恢复佛罗里达礁行动的一部分。但今年，一切都在反向进行。

随着佛罗里达群岛水温飙升，来自大学、珊瑚礁修复团体和政府机构的科学家发起了一场英勇的努力，以拯救珊瑚。潜水员每天都在水中工作，收集了数千株珊瑚，从佛罗里达群岛礁带沿线的海洋苗圃中取出，并将其转移到水温较低的海域以及陆地上的大型水池中。

海洋科学家 Ken Nedimyer 及其团队在Reef Renewal USA的帮助下，将一整个珊瑚树状苗圃从Tavernier附近的浅水区迁移到水深60英尺的区域，并且水温低2华氏度（1.1摄氏度）。即便在那里，水温仍高达约85至86华氏度（30摄氏度）。

海洋科学家 Ken Nedimyer 正在收集仍然健康的鹿角珊瑚碎片以便迁移。树状结构可使珊瑚免受有害藻类侵扰。 Image: Reef Renewal USA

他们的努力属于一场规模前所未有的佛罗里达紧急应对行动的一部分。

佛罗里达礁——一条长约350英里、沿佛罗里达群岛延伸的弧形礁带，对鱼类栖息地、沿海风暴防护和当地经济——开始经历海水温度创历史新高（2023年6月），比预期提前数周。持续高温已引发大范围珊瑚白化，尤其是佛罗里达附近海域，其他地区也有。

截至8月中旬，珊瑚白化已有报告出现在巴哈马、古巴、墨西哥、伯利兹、萨尔瓦多、哥斯达黎加、巴拿马和哥伦比亚，以及波多黎各和美属维尔京群岛。这尤其具有毁灭性，因为一些保存最完好的珊瑚礁位于加勒比海南部。科学家担心，他们可能正在目睹自1995年以来加勒比海珊瑚的第六次大规模白化，以及过去12年内的第三次，而且高温很可能将持续。

在佛罗里达群岛国家海洋保护区的Cheeca Rocks监测点，一块此前已做过标记的白化珊瑚丘显示出珊瑚骨骼。Image: NOAA AOML

虽然珊瑚可以从大规模白化事件中恢复，但长时间的高温可能使其变得虚弱，并易受疾病侵袭，而疾病可能最终导致其死亡。

这正是科学家和志愿者一直竭力避免的情况。

礁石的心跳

佛罗里达礁多年来一直承受着过度捕捞、疾病、风暴和全球变暖的压力，活珊瑚数量已大幅减少。

一项大规模的珊瑚修复行动——即美国国家海洋和大气管理局的“Mission: Iconic Reef”项目——自2019年起一直在进行，通过移植珊瑚来修复礁石，尤其是那些最能耐受不断升高温度的珊瑚。但即便是最具抗逆性的移植珊瑚，如今也面临风险。

造礁珊瑚是浅水热带海域的基础物种，这得益于它们与组织中微小藻类之间独特的共生关系。

白天，这些藻类进行光合作用，为珊瑚虫同时提供食物和氧气。夜间，珊瑚虫以浮游生物为食，为其藻类提供养分。这种共生关系使珊瑚能够构建碳酸钙骨骼，并形成礁石，支撑着近25%的所有海洋生物。

遗憾的是，珊瑚对温度非常敏感，而南佛罗里达附近的极端海洋高温，部分礁区水温达到90多华氏度，使它们承受着极大的压力。

一株脑纹珊瑚（Colpophyllia natans）在2014年佛罗里达群岛海洋热浪期间白化前后的对比。Image: Michael Childress 和 Kylie Smith

当珊瑚过热时，会排出与之共生的藻类。珊瑚会呈现白色——即白化——因为其碳酸盐骨骼透过缺乏任何彩色藻类细胞的透明组织显现出来。

珊瑚能够恢复新的藻类共生体，前提是水体条件在数周内恢复正常。然而，人类活动产生的温室气体排放导致全球气温上升，正在使全球珊瑚白化的时间更长、频率更高的周期遍及全球，并引发对未来的担忧，关乎珊瑚礁的前景。

珊瑚的移动外科医院

今年，佛罗里达群岛达到了2级警报，表明白化风险极高，比正常时间提前约六周。

早期预警和预报来自NOAA的珊瑚礁观测网络为科学家争取了时间，使其能够开始准备实验室和设备，追踪不断加剧的海洋热浪的位置和强度，更重要的是，招募志愿者。

今年的最高海表温度（上图）和度热周（下图）——一种累积热胁迫的衡量指标——均为有记录以来的最高值。Image: 改编自 NOAA

在基斯海洋实验室，科学家和经过培训的志愿者已送来数千株从受热威胁的近海苗圃采集的珊瑚碎片。主任 Cindy Lewis 将实验室的大型水池形容为“一座移动外科医院，专为珊瑚服务”。

那里以及佛罗里达其他实验室的志愿者将手工喂养这些微小生物，使其存活，直至佛罗里达海域再次变凉，届时它们即可被放回海洋，并最终移植到礁石上。

度热周是衡量过去12周累积热胁迫的指标。当达到4摄氏度-周（7.2华氏度-周）时，珊瑚会经历可能导致白化的胁迫。超过8摄氏度-周（14.4华氏度-周）时，它们很可能会发生白化。Image: NOAA珊瑚礁监测网络

保护仍生长于海洋中的珊瑚

I.CARE发起了另一类紧急应对行动。

I.CARE联合创始人、珊瑚礁生态学家Kylie Smith是我在海洋科学领域的前学生，几年前她发现，周围附着大量肉质藻类的珊瑚移植体更容易白化，尤其是在温度升高期间。去除这些藻类可能会让珊瑚有更好的存活机会。

Diving With a Purpose 的青年成员参加了培训课程，并与伊斯拉莫拉达珊瑚保护与修复教育团队一同在佛罗里达州伊斯拉莫拉达进行珊瑚维护潜水。 Image: I.CARE

Smith的团队通常与当地潜水运营商合作，培训休闲潜水员协助移植和维护珊瑚碎片，以恢复伊斯拉莫拉达的礁石。2023年夏季，I.CARE一直在培训志愿者，例如来自Diving with a Purpose等组织的年轻潜水员，去除藻类和珊瑚捕食者，例如食珊瑚的螺类和火蠕虫，以帮助提高珊瑚的存活机会。

监测面临风险的珊瑚

为帮助发现遇险的珊瑚，志愿潜水员还通过Mote海洋实验室的BleachWatch项目接受培训，成为礁石观察员。

潜水员长期以来因佛罗里达群岛礁石的美丽和易于抵达而受到吸引。该实验室正在培训他们识别不同物种的白化、患病和死亡珊瑚，然后通过在线平台提交覆盖整个佛罗里达礁的白化报告。

礁石上的“眼睛”越多，显示白化最严重区域的地图就越准确。

Ian Enochs 是一名研究生态学家，也是NOAA大西洋海洋与气象实验室珊瑚项目负责人，他发现到2023年8月1日，Cheeca Rocks区域的每一株珊瑚都已白化。Image: NOAA AOML

重建礁石

虽然佛罗里达群岛的海洋热浪必然会导致部分珊瑚死亡，但仍有更多珊瑚会存活下来。

通过细致分析发生白化的物种、基因型和礁石位置，科学家和实践者在努力保护并重建未来更具韧性的珊瑚礁的过程中，正在获取宝贵的信息。

正是这一点让Smith、Lewis、Nedimyer以及其他数百位相信这片珊瑚礁值得拯救的人们看到希望。无论是帮助进行珊瑚礁维护、报告白化情况，还是提高人们对人类若未能遏制地球变暖将面临何种风险的认识，志愿者对这项工作都至关重要。