海洋热浪正以如此高的速度杀死珊瑚，以至于科学家在四月份宣布地球正处于第四次全球白化事件中——十年内的第二次。该声明来自美国国家海洋和大气管理局以及国际珊瑚礁倡议。
尽管珊瑚外表像植物，但它们是动物，其鲜艳的色彩来自生活在珊瑚体内的微生物，这些微生物为珊瑚提供一系列服务。其中一些共生体通过光合作用产生糖分，一些提供其他营养物质，还有一些保护珊瑚的健康。但是当珊瑚受到胁迫时，它们会排出共生体——这通常是致命的举动。
珊瑚会因多种威胁而白化，但如今最常见的原因是水温过高。在2023年末和2024年初，全球海面温度在许多地区都创下了历史新高，这对珊瑚来说是一场灾难。2023年北半球夏季，佛罗里达群岛、加勒比海和东太平洋地区普遍发生白化。南半球的夏季使大堡礁的大部分地区也加入了受灾名单。今年早些时候，科学家警告说，同样的事件可能正在整个印度洋和澳大利亚北部水域发生。
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《大众科学》杂志采访了澳大利亚詹姆斯库克大学的海洋生物学家特里·休斯，讨论了全球白化事件以及地球珊瑚礁的未来。
以下是经过编辑的访谈记录。
为什么珊瑚会白化？
广泛的大规模或全球白化事件是由异常温暖的海水温度引发的，而海水温度升高主要是由人为温室气体排放造成的，主要来自化石燃料的燃烧和森林砍伐。没有其他因素能达到这种规模，而且在全球变暖面前无处可藏。即使是最偏远、最原始的珊瑚礁也容易受到这些反复发生的白化冲击。
白化只是珊瑚的几种应激反应之一。有时实际上没有足够的时间让白化发生；珊瑚直接因热应激而死亡——它们真的被“煮熟”了。我们在2023年夏季的佛罗里达群岛和整个加勒比海地区看到了这种情况，那里的海水温度突破了记录。
我们还看到一种现象，即珊瑚变得异常鲜艳；它发光。这是由珊瑚产生的一种蛋白质引起的，珊瑚为了拼命求生而产生这种蛋白质。这些蛋白质起到某种防晒霜的作用，但对于抵御创纪录的高温来说，效果并不好。这些珊瑚通常在变得非常鲜艳的一两周内死亡。
因为白化不会直接杀死这些动物，一些白化的珊瑚能存活下来吗？
不可能所有白化的珊瑚都能存活下来。白化不一定是致命的，但通常是致命的。珊瑚死亡的可能性取决于白化的严重程度以及持续时间。大规模白化事件，顾名思义，就是大规模死亡事件。现实情况是，我们正在失去全球珊瑚礁上数十亿的珊瑚。
这张水下照片拍摄于2024年4月5日，显示了澳大利亚大堡礁蜥蜴岛周围白化和死亡的珊瑚。
David Gray/法新社/盖蒂图片社
科学家如何评估白化？
有两种方法可以衡量白化的程度。一种是直接的，通过观察个别珊瑚礁，另一种是间接的，使用卫星数据，美国国家海洋和大气管理局就是这样做的。卫星数据告诉你水有多热，持续了多长时间。所以我们谈论夏季月份累积的热应激，你可以使用来自卫星的热应激水平作为白化强度的替代指标。最好用来自水下或空中调查的白化程度数据来验证。
我曾三次对大堡礁进行空中调查。乘坐小型飞机或直升机 crisscross 大约 1000 个珊瑚礁并评估白化程度需要大约八天时间。这使我们能够绘制出整个大堡礁的地图，显示哪些部分的珊瑚礁已经白化。今年的地图上有很多红点[表示白化]，而几乎没有绿点表示没有白化。今年大堡礁 75% 的珊瑚礁都发生了白化。它的大小相当于意大利或日本，所以它是一大片土地。仅仅在一个事件中就有 75% 的珊瑚礁白化——请记住，这是八年来的第五次[局部白化事件]——真的非常令人震惊。
很快我就要去南部大堡礁的地点，自 1985 年以来我一直在研究这些地点，我对此感到恐惧。那里的珊瑚礁经历了有史以来最高的热应激水平。我们已经知道这些地点 80% 的珊瑚都已白化，我完全预计其中大部分会死亡或垂死。
当我们飞过没有白化的珊瑚礁时，我们真的会欢呼。一整天都在飞机上飞行，飞过 200 个珊瑚礁，而这些珊瑚礁都严重白化，这非常令人紧张。这是一个非常令人震惊的景象，但这是了解大堡礁规模全局的唯一方法。可悲的是，在加勒比海，尤其是在佛罗里达群岛，已经无法进行空中白化评分，因为剩下的珊瑚太少了。
随着北半球再次进入夏季，这次全球白化事件可能会持续多久？前景如何？
世界珊瑚礁的冬季温度也创下了纪录。这不足以引发白化，但如果你经历了一个炎热的冬天，那么夏季开始时的海水温度已经达到应激水平的一半了。我们在 2016 年和 2017 年的大堡礁看到了这种情况，我们首次连续两个夏季出现珊瑚白化。
气候建模者告诉我们，到本世纪中叶，这将成为常态，当然，这取决于温室气体的排放量。因此，关于这些白化事件，无论是全球性的还是区域性的，令人担忧的是，一个白化事件与下一个白化事件之间的间隔正在变得越来越短。这些间隔对于可能发生的任何恢复都至关重要。它们是机会之窗——特别是对于那些更擅长恢复的快速生长的珊瑚来说——重新站稳脚跟。
地图显示了美国国家海洋和大气管理局对未来几天珊瑚可能白化的预测，颜色较深的区域表示更高的关注程度。
美国国家海洋和大气管理局珊瑚礁观测
“珊瑚恢复”是什么意思？
有些人将白化珊瑚恢复颜色称为它们的恢复——这是一种生理上的恢复，时间尺度为四到六个月。但生态恢复意味着用新的活珊瑚取代死亡的珊瑚，理想情况下是相同的物种，最终达到相同的大小。当一块 50 年或 100 年的珊瑚死亡时，至少需要那么长的时间才能取代它。而我们现在已经没有那么多时间了。
世界珊瑚礁正在变成一个棋盘，近期白化的历史及其再次发生正在改变这些珊瑚礁的状况。幸运的珊瑚礁可能五到十年没有白化。不幸的珊瑚礁可能在过去十年中白化了三次。
这段历史影响了珊瑚的数量，也影响了珊瑚物种的组合。关于这些白化事件，尚未公开的故事是它们已经如何改变了物种的组合，因为物种在耐热性方面各不相同：有些非常耐热；有些非常敏感。然后有些物种更擅长繁殖，比其他物种产生更多的幼体。
具有讽刺意味的是，当前大堡礁白化事件的严重性，是由于自上次白化以来，许多珊瑚礁的快速恢复。恢复最快的珊瑚也是最耐热的珊瑚之一。这有点像陆地景观中的火灾，森林被摧毁后，易燃的草比树木更快地恢复，这使得该生态系统更容易受到干旱和火灾的影响。完全相同的事情正在世界珊瑚礁上发生。
物种组合的改变正在改变世界珊瑚礁的整个生态。当然，珊瑚对于它们为鱼类和甲壳类动物提供的栖息地至关重要，珊瑚礁以其标志性的生物多样性而闻名。当你失去大量珊瑚时，我们可悲地看到，现在到处都是这种情况，它会改变整个生态系统。这就像拥有一个没有雨林树木的雨林。
为了长期保持珊瑚的存活，我们需要做什么？
对于这个问题只有一个答案：我们需要海水温度稳定下来。理想情况下，我们必须将全球平均升温控制在 1.5 至 2 摄氏度[2.7 至 3.6 华氏度]之间。全球变暖每升高十分之一度都会对被杀死的珊瑚数量产生影响。
恢复和种植工作是否有帮助，还是只是转移注意力？
当前全球事件最令人震惊的方面之一是，它正在破坏现有的珊瑚礁恢复尝试。在佛罗里达州，珊瑚苗圃实际上被“煮熟”了。人们通过将一些珊瑚转移到水族馆来拯救它们，但这绝非长久之计。我们在大堡礁也看到了同样的情况，许多干预试验现在都失败了。随着温度持续升高，将更多的珊瑚放回去实际上是一种死刑判决。
我认为关于种植珊瑚最乐观的说法是，你可以在非常小的规模上做这件事，但这非常劳动密集且昂贵，而且不可避免地会在下一次严重的白化事件中失败。我们不应该自欺欺人地认为，我们可以通过种植几英亩珊瑚来拯救珊瑚礁。
鉴于第四次全球白化事件的宣布，您的信息或展望是什么？
我们不应该放弃世界珊瑚礁；它们太有价值了，不能失去。但恢复不是拯救它们的方法。拯救它们的方法是解决温室气体排放问题，这当然要困难得多。