珊瑚礁

定义

珊瑚礁(coral reef)是指造礁石珊瑚群体死后其遗骸构成的岩体。 ### 介绍

珊瑚礁的主体是由珊瑚虫组成的。珊瑚虫是 珊瑚礁风光集萃(19张)

海洋中的一种腔肠动物在生长过程中能吸收海水中的钙和二氧化碳,然后分泌出石灰石,变为自己生存的外壳。每一个单体的珊瑚虫只有米粒那样大小,它们一群一群地聚居在一起,一代代地新陈代谢,生长繁衍,同时不断分泌出石灰石,并粘合在一起。这些石灰石经过以后的压实、石化,形成岛屿和礁石,也就是所谓的珊瑚礁。

在热带和亚热带浅海,由造礁珊瑚骨架和生物碎屑组成的具抗浪性能的海底隆起。造礁珊瑚具有分泌碳酸钙形成外骨骼的功能,它们世代交替增长,最终生长到低潮线。地质时期的礁,在中三叠世以前的各时代,造礁生物种类很多;中三叠世以后,才基本上以六射珊瑚为主,故统称为生物礁。地质时期的礁是与其同时代沉积层相比,垂向幅度较大的含有丰富造礁化石的碳酸盐岩体,也称古代礁。

形成

其形成是造礁珊瑚及其他造礁生物对生成礁的钙钙物质长期积累沉积的结果,由造礁珊瑚的石灰质遗骸和石灰质藻类堆积而成的一种礁石。世界上珊瑚礁多见于南北纬30°之间的海域中,尤以太平洋中、西部为多。按形态划分有:裾礁(岸礁)、堡礁、环礁、桌礁及一些过渡类型。据估计全世界珊瑚礁连同珊瑚岛面积共有1000万平方公里。珊瑚礁生长速度一般为每年2.5厘米左右。有些珊瑚礁厚度很大,系因珊瑚礁生长发育过程中礁基不断下沉或海面不断上升所致。

分类简要

达尔文根据礁体与岸线的关系,划分出岸礁、堡礁和环礁,根据形态分出台礁和点礁等类型。岸礁,沿大陆或岛屿岸边生长发育,亦称裙礁或边缘礁。

堡礁

又称堤礁,是离岸有一定距离的堤状礁体,它与陆地以潟湖隔开。环礁,礁体呈环带状围绕潟湖,有的与外海有水道相通。 ### 台礁

呈台地状高出附近海底,但无潟湖和边缘隆起的大型珊瑚礁,也称桌礁。点礁,即斑礁,是堡礁和环礁潟湖中的礁体,大小不等,形态多样。 ### 概述

珊瑚从古生代初期开始繁衍,一直延续至今,可作为划分地层、判断古气候、古地理的重要标志。珊瑚礁与地壳运动有关。正常情况下,珊瑚礁形成于低潮线以下50米浅的海域,高出海面者是地壳上升或海平面下降的反映;反之,则标志该处地壳下沉。 ### 科学价值

珊瑚礁蕴藏着丰富的油气资源。珊瑚礁及其潟湖沉积层中,还有煤炭、铝土矿、锰矿、磷矿,礁体粗碎屑岩中发现有铜、铅、锌等多金属层控矿床。珊瑚灰岩可作烧石灰、水泥的原料,千姿百态的珊瑚可作装饰工艺品,不少礁区已开辟为旅游场所。

成礁环境

简要

造礁珊瑚对水温、盐度、水深和光照等条件都有比较严格的要求: ### ①水温

珊瑚生长的水温约为20~30°C。J.D.米利曼认为23~27°C是造礁珊瑚生长发育的最佳水温,韦尔斯认为最佳水温上限可达29°C。热带海区,这一最佳水温出现在冬季和春季,因而许多学者认为冬季珊瑚生长最快。海南岛和西沙群岛水温平均为25~27°C,属珊瑚生长最佳水温范围,但海南岛的季节变化大,水温不稳定,对珊瑚生长有抑制作用。海南岛和台湾的珊瑚礁被称为“高纬度珊瑚礁”。

②盐度

造礁珊瑚生长在盐度为27~40的海水中,最佳盐度范围是34~36。南海盐度为34,属最佳盐度范围,海南岛沿岸有淡水注入,盐度略低,为32左右。 ### ③水深

一般认为造礁珊瑚生长的水深范围是 0~50米,最佳水深为20米以浅。许多学者认为这实际上是与造礁珊瑚共生的虫黄藻进行光合作用所需的深度。 ### ④光照

也是虫黄藻光合作用的需要,一般热带光照强,时间长,平均光照率在50%以上,有利于珊瑚礁的发育。 ### ⑤风和风浪

一般迎风浪一侧礁发育较好。新月形和马蹄形礁体的凸面是迎风迎浪的。如果风浪有季节性变化,礁的形状会出现双马蹄形。所以根据古代礁的形态可判断古风向。过强的风浪使珊瑚虫难以在基底上固着,不发育礁。 ### ⑥河流

河流入海处,海水盐度低,泥沙含量大,混浊度高,海水透明度低,会使珊瑚窒息而死,所以有大量泥沙入海的河口处一般不发育岸礁,如海南岛的岸礁在河口区缺失。 ### ⑦海平面变动

当海面稳定时,珊瑚礁平铺发展,但厚度不大;当海面上升或海底下沉时,形成的礁层厚度较大,礁体可发育成塔形、柱形,也有的礁体可深溺于海面以下成为溺礁。当海面下降或地壳上升时,形成的礁层厚度也不大,也有的礁体可高出海面成为隆起礁。这种影响因素对古代礁意义较大。 ### ⑧ 海底地形和底质

无论在大洋或浅海区,珊瑚礁总是生长于海底的正地形上,如大洋中的平顶海山、海底火山、大陆架的边缘堤以及构造隆起上。由于在不同的海底地形上水动力作用不尽一致,因此地形特征有时对礁体发育有很大影响。如极浅的平缓海底往往形成离岸礁;而岸坡较陡,则礁体紧贴岸线发育。珊瑚在海底营固着生活,在坚硬的岩石基底上发育较好,部分属种也可在水下砂坎上发育,说明对底质有一定的选择。 ### ⑨藻类与珊瑚礁的关系

虫黄藻与造礁珊瑚共生,它吸收造礁珊瑚排出的 CO2,为珊瑚虫提供钙质,形成骨骼中甲壳质(几丁质)的有机成分,它们构成一个相互依存的生态系统。红藻中的珊瑚藻是完全钙化藻,可形成层状骨架,参与造礁。藻屑是珊瑚礁中常见的组分,一般占20~50%。藻类还可粘结礁骨架和生物屑,并有富镁作用,形成高镁方解石。但钻孔藻(Bringalgal)在珊瑚礁中起破坏作用。

分布### 概述

全世界的珊瑚礁总面积估计为28.43万平方公里,其中印度洋-太平洋地区(包括红海、印度洋、东南亚和太平洋)占91.9%的面积。仅东南亚就占32.3%的面积,太平洋(包括澳大利亚)占40.8%。大西洋和加勒比海仅占全世界的7.6%。[2] ### 没有珊瑚礁分布的原因

美国西海岸和非洲西海岸基本上没有珊瑚礁,或者很少,其原因主要是上升的墙冷海流降低当地的水温[3]。从巴基斯坦到孟加拉国的南亚海岸的珊瑚礁也很少[4]。南美洲东南海岸和孟加拉国缺少珊瑚礁的原因是因为亚马孙河和恒河在这里有大量淡水入海。 ### 世界上著名的珊瑚礁有

澳大利亚的大堡礁是世界上最大的珊瑚礁

中美洲洪都拉斯的罗阿坦堡礁是世界上第二大的珊瑚礁

埃及红海海岸的珊瑚礁

现状
“全球二氧化碳浓度如持续激增,珊瑚礁将极有可能在本世纪末完全灭绝。”在伦敦举行的一次学术会议上,科学家发出如此警告。来自大学、政府研究机构和联合国政府间气候变化小组的数十位珊瑚礁及气候变化方面的专家参加了此次会议。与会专家预计,到本世纪中叶全球大气中的二氧化碳浓度将达到450ppm,日益变暖的气候和日渐酸化的海水将对珊瑚礁的生存产生严重威胁,此后数十年内珊瑚礁的生长将逐渐停止直至灭亡。

作为“生命母亲”的海洋就好似一个巨大的“碳调节器”,以其天然的碱性,不断吸收并分解着地球上大量的二氧化碳,调节着世界各地的气候。有学者称,自工业革命以来的200多年时间里,海洋大约吸收了一半以上人类产生的二氧化碳;目前地球上每人每年产生的二氧化碳中有1吨左右仍需依靠海洋进行吸收。自20世纪四五十年代,化石能源得到更为广泛的应用以来,人类碳排放速度和总量与此前不可同日而语,海洋虽然广阔无垠,却仍然有其极限。大气中二氧化碳水平从工业化时代前后的280ppm已飙升至如今的387ppm。根据计算机模拟显示,若二氧化碳排放量仍以目前速度继续下去,2100年海洋酸碱值将降低0.5个单位。

难以承受之“酸”

身处日渐污浊空气中的人们对此并没有太多留意,而对海洋环境极为敏感的珊瑚礁已经对此产生了反应。英国海洋科学家称,酸化对海洋生物,尤其是外壳或骨骼含钙的生物将造成“严重威胁”,到2050年,地球大气中的二氧化碳平均浓度很可能比工业化时代前增长一倍,适宜众多生物繁衍的珊瑚礁届时可能比现在减少三成。专门从事珊瑚礁与海洋酸碱度关系研究的美国卡内基研究所地球生态学部斯尔弗曼博士称,与工业化之前的水平相比,珊瑚如今已经放慢了它们形成骨骼的速度。当二氧化碳浓度达到560ppm时,所有的珊瑚礁将停止生长并开始溶解。他说,这是一个很明显的逻辑关系,海洋酸化就意味着珊瑚礁的灭亡。

斯坦福大学伍德环境研究所教授斯蒂芬·帕鲁比说,尽管人类在这个星球上的所作所为十分空前,但我们还是很难设想,这些存活了2亿5千万年的珊瑚寿命可能只剩下几十年。

随着海洋酸化进一步加重,海洋中通过光合作用分解二氧化碳的一种钙质超微型浮游生物——颗石藻类的生长也将受阻,此时海洋酸化将开始进入恶性循环,气候变化与海洋酸化相互影响,愈演愈烈。英国邓迪大学约翰·雷文称,海洋酸化到此时已无法有效逆转,要再回归到前工业化时代的状态,只有通过数千年的自然演化。

无法抗拒之“暖”

而与海洋酸化相比,日益上升的气温则是一个更为直接的威胁。珊瑚尤其是热带珊瑚适应气候能力较弱,极易受到海水表面高温的伤害,当海水出现高温时寄居在珊瑚上的生物就会大量离开,成片的彩色珊瑚因此会变得像骨头一样惨白,而后很快死去,这种现象被称为珊瑚的“漂白”或“白色瘟疫”。在厄尔尼诺较剧烈的1997年到1998年间,全球的珊瑚普遍出现了漂白现象,尤其是在印度洋、东南亚、西太平洋和加勒比海,珊瑚大量死亡,在一些地区死亡率甚至超过了90%。

一旦大气中二氧化碳的浓度达到450ppm,海洋的温度将很有可能触发更为广泛的漂白作用。而与此同时,增加的酸度又将进一步导致其他健康珊瑚生长速度放慢。而如果珊瑚大量减少或完全灭绝,所带来的一个连锁反应将是靠吃浮游生物和有壳水生动物为生的鱼类,其数量将减少甚至消失。假如鱼类消失,海洋里会充斥着水母等生物,而水母又可能吃掉其他种类的浮游生物……海洋的生物结构将被完全改变。

威胁

概述

对于珊瑚礁来说人类是唯一的巨大威胁。尤其陆地上的污染和过渡捕捞对这些生态系统造成了严重威胁。船只了拖网造成的物理破坏也是一个问题。活鱼贸易导致了使用少量氰化物和其他化学药剂来捕捉小鱼的手段。此外气候现象如厄尔尼诺现象和全球变暖造成的过高的水温也会导致珊瑚白化。按照大自然保护协会的数据目前全球珊瑚礁破坏速度不断加快,在50年内全球70%的珊瑚礁会消失。对于生活在热带的人来说这个损失可能意味着一个大灾难。2003年修等写道:“随着人口的增长,以及运输和储存系统的发展,人类对珊瑚礁的影响的发展呈指数倍增长。比如对鱼和其他自然资源的市场需求全球化,对珊瑚礁资源的需求比对热带资源的需求的增长快得多。”

目前学者还在研究各种因素对珊瑚礁系统的影响。这些因素的列表很长,从海洋吸收二氧化碳开始,到大气层的变化、紫外线的影响、海洋酸化、病毒、沙暴将病菌带到远海珊瑚礁的可能性、不同的污染物等等。不但近海的珊瑚礁受到威胁,因此不仅陆上的发展和污染是一个问题。 ### 陆上发展和污染

土地使用过度或者管理不良均会威胁珊瑚礁。在过去20年中,过去大量在海岸出现的红树林由于造路、建筑工程、机场海港建筑、隧道建筑等被破坏。这些红树林能够吸收许多从陆地上流失的营养。从陆地上流失的营养在海水中会导致藻类和浮游生物的大量繁殖,形成赤潮。而珊瑚礁则需要营养少的海水,需要充分的阳光。大量的营养流入会破坏其生态系统内部的平衡。海岸湿地的丧失和赤潮是严重影响珊瑚礁所需要的水质的因素。

水质差的水似乎也促进珊瑚虫传染病的传播。

工业污染物中很常见的铜影响珊瑚虫的生长。 ### 活鱼贸易

由于北美和欧洲对珊瑚礁观赏鱼的需求在印度洋-太平洋地区使用氰化物捕鱼的方法大增。世界上85%的观赏鱼是在这个地区捕取的,几乎所有这些鱼是使用氰化物捕取的。捕鱼人使用氰化物来麻醉鱼,然后可以轻易地捕取它们。使用这个手段捕鱼鱼的死亡率达90%。氰化物对珊瑚礁生态系统的破坏也很大,它杀死珊瑚虫和其他无脊椎动物。同时通过捕走对整个生态系统平衡必须的鱼本身就对珊瑚礁造成了威胁。有时捕鱼人还敲击珊瑚礁来惊吓鱼,让它们从缝隙中逃出来,或者破坏珊瑚礁来捕取藏在缝隙中的鱼。

贫困是促使氰化物捕鱼普及的重要原因。有些地区如菲律宾使用氰化物捕捉活鱼非常普及而且是合法的,而当地40%的人生活在贫困线以下。在这些发展中国家中捕鱼人只有依靠这样的手段才能养活自己和家人。

另一种对珊瑚礁破坏巨大的捕鱼方法是使用炸药捕鱼。捕鱼的人使用一个装有硝酸钾的瓶子。瓶子爆炸时在水下造成一个冲击波,导致鱼鳔破裂。之后鱼浮到水面上。捕鱼的人往往在第一次爆炸后再进行第二次爆炸来捕取被死鱼吸引来的食肉鱼。这个手段不但炸死许多小鱼而且还炸死许多生活在珊瑚礁里的其他生物,甚至于珊瑚礁本身。过去充满珊瑚的地方今天变成一片荒漠,没有一点珊瑚,就更不用说其他生活在珊瑚礁中的生物了。 ### 珊瑚白化

在1998年和2004年的厄尔尼诺现象过程中海水水温超过了一般情况,许多珊瑚礁出现了白化的现象,有些死亡。此后部分离污染源远的地区的珊瑚礁获得恢复。但是也有些学者认为由于全球变暖造成的珊瑚礁的扩展会高于其死亡。有人甚至估计到2100年全球珊瑚礁的面积会比工业革命前增长35%。

关于珊瑚白化的原因以及全球变暖的影响现在在学术界还有很大的争议。 ### 全球的破坏情况

东南亚的珊瑚礁主要受到捕鱼(使用氰化物和炸药)、过量捕捞、泥沙沉积、污染和白化的威胁。通过教育、管理和设立海洋保护区的方式各个国家试图保护这些珊瑚礁。比如印度尼西亚拥有3.3万平方海里的珊瑚礁,占全世界的1/3,印度尼西亚1/4的鱼类生活在这些珊瑚礁内。这些珊瑚礁受到破坏性捕鱼、无管理的旅游业和由于气候变化导致的白化的破坏。2000年印度尼西亚414个珊瑚礁观察站提供的数据表明印尼仅6%的珊瑚礁处于完好的状态,24%处于良好状态,约70%处于恶劣至中等状态。

粗的估计全球约10%的珊瑚礁近乎死亡。威胁原因如上所述从捕鱼技术的环境影响直到海洋的酸化。珊瑚白化也是一个全球性的问题。

保护和重建

简要

估计全球60%的珊瑚礁受到人类活动所造成的威胁。尤其在东南亚威胁特别严重,在这里80%的珊瑚礁处于危险状态。 ### 海事保护区

一个越来越广泛被采纳的措施是设立海事保护区。在东南亚和全球其他地区均有引入海事保护区来改善渔业管理和保护生态环境的试图。这些保护区相当于陆地上的自然公园或者野生保护区。在这里不允许捕鱼。设立海事保护区即有生态目的,也有社会目的。它旨在使得珊瑚礁得到恢复、维持其美观、增加和保护其生物多样性,以及改善当地人的经济状况。不落实、相互矛盾的见解和财政来源是设立保护区最大的困难。

目前印度尼西亚有九个海事保护区,总面积41,129平方公里。一个在一个最近建立的保护区进行的研究发现要成功地管理这样的一个保护区需要国家、省份和当地居民的共同合作。 ### 保护组织

许多组织的目的是帮助保护珊瑚礁。比如珊瑚礁联盟是一个由其成员支持的、非营利组织。这个组织通过综合性的生态系统管理、可持续旅游业以及社区合作等手段来保护珊瑚礁的健康。它与当地人合作来分析和解决保护问题、通过教育和训练来改变当地人的看法、提供资源来加强保护的努力、产生可持续旅游业的刺激等等。它目前的活动范围包括佛罗里达、伯利兹、洪都拉斯、墨西哥、斐济、巴布亚新几内亚和夏威夷。

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