環(huán)境變化對(duì)珊瑚的影響

環(huán)境變化對(duì)珊瑚的影響環(huán)境變化對(duì)珊瑚的影響陳舒逸環(huán)境科學(xué)1001班201046007摘要：珊瑚礁，也被稱為“海洋雨林”，是地球上生物多樣性最豐富和生產(chǎn)力的生態(tài)系統(tǒng)。他們僅占海洋面積的0.2％，但是四分之一的海洋物種的家園：甲殼類動(dòng)物、爬行動(dòng)物、海藻、細(xì)菌、真菌和超過(guò)4000種魚類的家在珊瑚礁。全球的珊瑚礁每年能產(chǎn)生約375億美元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，珊瑚礁為94個(gè)國(guó)家和地區(qū)超過(guò)500萬(wàn)人提供生活的資源和食物。然而，全世界的珊瑚礁都處在危機(jī)中。[1]珊瑚礁正遭受著如颶風(fēng)、厄爾尼諾現(xiàn)象等自然因素，當(dāng)?shù)赝{包括過(guò)度捕撈、破壞性捕撈技術(shù)、沿海開發(fā)、污染等,以及全球的氣候變化變暖等不利的影響。,最近的一份由世界資源研究所(WRI)發(fā)表的報(bào)告指出,世界上75%的珊瑚礁正面臨當(dāng)?shù)睾腿虻膲毫?。百分之十的珊瑚礁損壞已經(jīng)無(wú)法修復(fù)。本文將對(duì)珊瑚的形成，環(huán)境變化對(duì)珊瑚的影響，以及相關(guān)的保護(hù)措施進(jìn)行闡述。關(guān)鍵詞：珊瑚、氣候變化、人類污染1.珊瑚的形成1.1珊瑚珊瑚蟲屬于腔腸動(dòng)物門，珊瑚綱的水螅型動(dòng)物，是一大類動(dòng)物的統(tǒng)稱，全世界已查明的隸屬珊瑚綱的動(dòng)物有6100余種，主要分布在水流快，溫度高的暖海地區(qū)。多數(shù)為群體，如軟珊瑚、角珊瑚等；少數(shù)為單體，如海葵等。珊瑚蟲綱可以根據(jù)觸須或?qū)ΨQ線的數(shù)量被分為兩個(gè)亞綱。造礁珊瑚屬于石珊瑚亞綱，是形成珊瑚礁的主要部分。它們生長(zhǎng)所需的能量大多數(shù)來(lái)自于和它共生的微型海藻的光合作用產(chǎn)能。它們能分泌碳酸鈣形成堅(jiān)硬的骨骼。由于它們的身體結(jié)構(gòu)有六個(gè)或更少的對(duì)稱線而被稱為六射珊瑚亞綱或花珊瑚類。這個(gè)群體包括造礁珊瑚目、?？亢图~扣珊瑚目。造礁珊瑚屬包括石珊瑚屬、笙珊瑚屬、蒼珊瑚屬和千孔珊瑚屬。圖1-1珊瑚蟲的剖面圖非造礁珊瑚沒有共生的微型海藻。他們有八個(gè)觸手,也稱為八放珊瑚。非造礁珊瑚,如柳珊瑚、海鰓等,也被稱為軟珊瑚。與石珊瑚相比,他們是靈活的,在潮流中呈波浪狀,往往具有排孔和帶有花邊的外觀。他們的骨骼是蛋白質(zhì),而不是鈣質(zhì)。軟珊瑚的豐富度比石珊瑚少。在集落群體中，各個(gè)珊瑚蟲通過(guò)一個(gè)相互連接成成熟的消化運(yùn)河，使得重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)得以共享。珊瑚頭部在視覺上看起來(lái)是一個(gè)有機(jī)體,它實(shí)際上是由很多個(gè)個(gè)體組成,但是基因完全相同的多細(xì)胞生物,稱為珊瑚蟲。珊瑚蟲的身體由2個(gè)胚層組成：位于外面的細(xì)胞層稱外胚層;里面的細(xì)胞層稱內(nèi)胚層。內(nèi)外兩胚層之間有很薄的、沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的中膠層。食物從口進(jìn)入，食物殘?jiān)鼜目谂懦?，這類動(dòng)物無(wú)頭與軀干之分，沒有神經(jīng)中樞，只有彌散神經(jīng)系統(tǒng)。當(dāng)受到外界刺激時(shí)，整個(gè)動(dòng)物體都有反應(yīng)。其生活方式為自由漂浮或固著底層棲息地。珊瑚蟲的下端附著在物體的表面上，頂端有口，圍以一全圈或多圈觸手。觸手用以收集食物，可作一定程度的伸展，上有特化的細(xì)胞（刺細(xì)胞），刺細(xì)胞受刺激時(shí)翻出刺絲囊，以刺絲麻痹獵物。軟的珊瑚蟲及其伸展開的觸手不斷隨著水流擺動(dòng)，每當(dāng)水流把浮游生物帶來(lái)時(shí)，珊瑚蟲的觸手就迅速把小動(dòng)物捕捉粘住，刺細(xì)胞放出毒汁把獵物麻痹，然后送進(jìn)消化腔內(nèi)消化吸收。珊瑚蟲以小型甲殼動(dòng)物、小魚和其它活的小動(dòng)物為食。1.2珊瑚蟲和藻類的共生珊瑚蟲體內(nèi)有藻類植物和它共同生活,這些藻類靠珊瑚蟲排出的廢物生活,同時(shí)給珊瑚蟲提供氧氣。藻類植物需要陽(yáng)光和溫暖的環(huán)境才能生存,珊瑚堆積的越高,越有利于藻類植物的生存。這些共生海藻以其自身的鮮艷色彩賦于珊瑚多姿多彩的絢麗景象。1.3珊瑚礁的形成珊瑚蟲能分泌出石灰質(zhì)的物質(zhì)，組成外骨骼，珊瑚蟲與其共生的海藻含有色素，因此珊瑚能呈現(xiàn)五彩繽紛的色彩。在溫暖的海域，珊瑚蟲繁殖迅速，生長(zhǎng)快，老的不斷死亡，新的不斷成長(zhǎng)，死亡的珊瑚蟲石灰石骨骼即形成珊瑚。珊瑚蟲的主要繁殖方式為出芽生殖。由于蟲體不斷進(jìn)行出芽生殖，老的珊瑚蟲不斷死亡，新的珊瑚蟲又在這些鈣質(zhì)骨骼上繼續(xù)生長(zhǎng)、繁殖，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的積累，便會(huì)形成龐大構(gòu)架的珊瑚礁、珊瑚島。1.4珊瑚礁的生態(tài)類群珊瑚礁生物通過(guò)參與各項(xiàng)生態(tài)過(guò)程而形成特定的功能群，共同完成重要的生態(tài)功能。根據(jù)其生態(tài)功能的不同，主要分為以下幾個(gè)生態(tài)群落：[2]（1）造礁生物：主要為造礁石珊瑚，不同形化妝的珊瑚種類在構(gòu)建珊瑚礁體方面的貢獻(xiàn)和為喜礁生物提供生境的作用有明顯不同，例如枝狀珊瑚生長(zhǎng)快，分叉快，利于游動(dòng)型生物棲息捕食，而塊狀珊瑚為許多隱藏生物提供生存之所。（2）光合自養(yǎng)藻類：珊瑚礁神態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者也是主要靠光合作用來(lái)固定能量、提供營(yíng)養(yǎng)。參與光合作用的藻類主要有微藻和共生藻類。其中蟲黃藻一般共生于珊瑚組織內(nèi)部，通過(guò)光合作用向散戶提供氧、糖等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。同時(shí)消耗宿主珊瑚排泄代謝產(chǎn)物維持生長(zhǎng)，形成緊密的共生關(guān)系。（3）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的頂級(jí)捕食者：主要是一些肉食魚類，通過(guò)捕食來(lái)控制結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的平衡。例如肯尼亞珊瑚礁由于對(duì)頂級(jí)捕食者的過(guò)度捕撈，導(dǎo)致它們的獵物海膽數(shù)量猛增，大量海膽掠食珊瑚礁保護(hù)層的藻類，從而導(dǎo)致依賴海藻棲息的魚類和無(wú)脊椎類生物也大量減少。（4）調(diào)整和控制珊瑚群落的草食性種類：在維持系統(tǒng)狀態(tài)、控制和調(diào)整珊瑚生長(zhǎng)方面，食草性動(dòng)物通過(guò)控制過(guò)快生長(zhǎng)的藻類起作用。食草性動(dòng)物作為食物鏈和食物網(wǎng)中重要的一環(huán)，在保證物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)方面意義重大，它們還會(huì)影響到物種組成、生產(chǎn)力狀況和生物固氮和生態(tài)演替以及其他生態(tài)過(guò)程和功能。（5）其他浮游和底棲微生物：礁區(qū)微生物和藍(lán)綠藻可以吸收空氣中的氮，起到生物固氮的作用。珊瑚礁具有的環(huán)境優(yōu)化功能也主要通過(guò)微生物起作用。1.5珊瑚礁的作用珊瑚礁，也被稱為“海洋雨林”，是地球上生物多樣性最豐富和生產(chǎn)力的生態(tài)系統(tǒng)。他們僅占海洋面積的0.2％，但是四分之一的海洋物種的家園：甲殼類動(dòng)物、爬行動(dòng)物、海藻、細(xì)菌、真菌和超過(guò)4000種魚類的家在珊瑚礁。全球的珊瑚礁每年能產(chǎn)生約375億美元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，珊瑚礁為94個(gè)國(guó)家和地區(qū)超過(guò)500萬(wàn)人提供生活的資源和食物。2.環(huán)境變化對(duì)珊瑚的影響2.1海洋酸化[3]自工業(yè)革命開始以來(lái)，人類活動(dòng)釋放的二氧化碳導(dǎo)致大氣中二氧化碳的濃度已增加至約280至385百萬(wàn)分之一。大氣CO2濃度比過(guò)去的八十萬(wàn)年都高，并有望以更快的速度增加，導(dǎo)致大氣和海洋溫度在未來(lái)幾十年發(fā)生顯著的升高。海洋已經(jīng)從大氣中吸收了約525億萬(wàn)噸的二氧化碳，其中約三分之一來(lái)自人為碳排放。這種吸收顯著減少了溫室氣體在大氣中的水平，并最大限度地減少一些全球變暖的影響。然而，海洋對(duì)二氧化碳的吸收對(duì)海洋的化學(xué)生物性質(zhì)有著消極的影響。研究表明，對(duì)二氧化碳的吸收導(dǎo)致了海水pH值的降低。自工業(yè)革命以來(lái)，海洋表層海水的pH值已經(jīng)從約8.21降至8.10。當(dāng)二氧化碳和海水發(fā)生反應(yīng)，降低海水的pH值的同時(shí)也降低了可用的碳酸根離子。而碳酸根離子在海洋生物的外殼形成過(guò)程中起到重要的作用，如珊瑚，海洋浮游生物和貝類等。這種現(xiàn)象，被稱為“海水酸化”。較小的鈣化有機(jī)體是更高級(jí)的海洋生物的重要的食物來(lái)源，由于溫度上升和碳酸根離子減少使得珊瑚礁的減少，這會(huì)對(duì)旅游業(yè)和漁業(yè)造成負(fù)面影響。具有重要商業(yè)價(jià)值的貝類物種的豐富性也可能下降，并造成對(duì)長(zhǎng)須鯨的負(fù)面影響。這將會(huì)對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)和漁業(yè)資源造成巨大而深遠(yuǎn)的影響。2.2海洋暖化和珊瑚白化由于化石燃料燃燒和森林的大面積砍伐。二氧化碳和溫室氣體在大氣中積聚，導(dǎo)致全球變暖。許多科學(xué)家認(rèn)為，這也將導(dǎo)致海水溫度的上升。珊瑚生物對(duì)于溫度的變化十分敏感，海水溫度的變化對(duì)它們的生存造成很大的威脅。水溫升高，可能會(huì)導(dǎo)致大規(guī)模的珊瑚白化。在強(qiáng)熱或者紫外線輻射下，珊瑚蟲將驅(qū)逐住在他們體內(nèi)的藻類。這些藻類，也叫做蟲黃藻(zo-zan-THEL-ee)，通常會(huì)提供珊瑚蟲所需要的百分之八十的能量，對(duì)于珊瑚的生存至關(guān)重要。海藻通常也是珊瑚顏色產(chǎn)生的原因，所以當(dāng)他們被驅(qū)逐，珊瑚出現(xiàn)白色或“脫色”。白化珊瑚可以在外界環(huán)境快速恢復(fù)到正常狀態(tài)下時(shí)得到恢復(fù)。然而，在面對(duì)其他人類活動(dòng)引起的壓力，珊瑚已經(jīng)變得很脆弱。在許多情況下，白化的珊瑚群落死亡。2.3二氧化碳排放在過(guò)去的幾十年中，在空氣中的二氧化碳的量增加了三分之一。大量的二氧化碳溶解入水，使得珊瑚骨骼溶解。因此，珊瑚在含有大量二氧化碳海域形成比較脆弱的骨架，使他們更容易被波浪，粗心的游客和漁民所破壞。2.4.水污染科學(xué)家們已經(jīng)確定了污染的珊瑚礁退化的主要原因之一。這種威脅來(lái)自多種來(lái)源，例如，石油，天然氣和農(nóng)藥污染使珊瑚蟲和海洋生物中毒。珊瑚礁受到損害的，當(dāng)人類、動(dòng)物排泄物和肥料傾倒入海洋或河流系統(tǒng)時(shí)，這些污染物會(huì)增加在珊瑚礁附近氮的水平，造成藻類的過(guò)度生長(zhǎng)，切斷珊瑚礁的陽(yáng)光而使其窒息。垃圾桶殺害珊瑚礁動(dòng)物。漂浮垃圾可以覆蓋珊瑚礁，阻斷珊瑚蟲生存需要的陽(yáng)光，導(dǎo)致珊瑚的死亡。2.5固體沉降沿海岸工程，近海工程，采礦，伐木和入海河流沿岸的農(nóng)業(yè)都可以導(dǎo)致土地侵蝕。因此，土壤顆粒物最終進(jìn)入海洋中并覆蓋珊瑚礁。這使得珊瑚礁“窒息”，并得不到它生長(zhǎng)所需要的陽(yáng)光。可以過(guò)濾泥沙的紅樹林和海草也被迅速破壞，這導(dǎo)致了到達(dá)珊瑚礁的沉積物量數(shù)量的增加。紅樹林被砍伐用作木柴或者移除以創(chuàng)造開放的海灘或用作人工養(yǎng)蝦場(chǎng)。2.6沿海開發(fā)沿海人口的增加對(duì)沿海資源造成壓力。在許多地區(qū)，開發(fā)商直接在珊瑚礁上興建碼頭和其他構(gòu)筑物。過(guò)去一段時(shí)間里，大城市，如香港，新加坡，馬尼拉和火奴魯魯都有著繁盛的珊瑚礁裙。這些珊瑚礁在人類壓力被摧毀?，F(xiàn)在，生長(zhǎng)在其他沿海社區(qū)附近的珊瑚礁正在經(jīng)歷著同樣的退化過(guò)程。2.7破壞性捕撈目前，一些捕魚的方法是破壞性的和不可持續(xù)的。這些措施包括氰化物捕魚、過(guò)度捕撈和爆炸捕魚。雖然氰化物捕魚為熱帶觀賞魚水族市場(chǎng)供應(yīng)了大量活的熱帶魚，大部分使用這種方法捕獲的魚被銷往餐廳。這種捕魚方法主要在亞洲使用，漁民潛水到珊瑚礁，從珊瑚礁的裂縫中向里噴射氰化物，使魚類眩暈變得易于抓獲。雖然一些大型的熱帶魚可以代謝氰化物，但是較小的魚類和其他海洋動(dòng)物，如珊瑚蟲，會(huì)由于這過(guò)程中產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)云團(tuán)而中毒。過(guò)度捕撈是珊瑚礁退化的另一原因。通常情況下，太多的魚均取自一個(gè)礁，使得其難以維持在該地區(qū)的數(shù)量平衡。其中一些卑鄙的捕魚方法，如在礁石上用棍棒敲打，破壞了充當(dāng)魚類棲息地的珊瑚形成。在某些情況下，人們用炸藥爆炸捕魚，爆炸清除了周圍的珊瑚。2.8珊瑚開采有時(shí)候珊瑚碎片從棲息地被移除，作為磚或道路填充物?；蛘?，沙子和珊瑚礁石灰石被制成水泥用于新建筑建設(shè)。除此之外，珊瑚不僅被用作建筑材料，他們也作為紀(jì)念品出售。珊瑚古玩和珠寶往往是發(fā)展中國(guó)家旅游市場(chǎng)的重要商品。2.9旅游破壞旅游地常將生活污水直接排入周圍的水體中，造成珊瑚礁退化。維護(hù)不善的化糞池中泄漏出的污水，滲透到到周圍的地下水，最終滲出進(jìn)入珊瑚礁區(qū)域。不注意的劃船，潛水，浮潛，釣魚等活動(dòng)也可以破壞珊瑚礁。每當(dāng)人們行走或在珊瑚礁攪起沉積物，它們都會(huì)導(dǎo)致珊瑚礁破壞。當(dāng)人們降錨碰撞到珊瑚礁或收集珊瑚時(shí)，珊瑚礁也受到破壞。2.10臭氧耗損氯氟烴（CFCs）和其他化學(xué)物質(zhì)在大氣中的存在而導(dǎo)致的臭氧層破壞，伴隨著全球氣候變暖。這導(dǎo)致大氣中的臭氧保護(hù)層耗盡，增加了到達(dá)地球表面的紫外線輻射的強(qiáng)度。雖然珊瑚有一種天然的防曬功能以保護(hù)自己免受熱帶陽(yáng)光，但是大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為，紫外線輻射的增加會(huì)損傷的淺水區(qū)的珊瑚。總結(jié)：珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)作為海洋生態(tài)系統(tǒng)中重要的一部分，扮演著重要的角色。在人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境影響越來(lái)越大，環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越突出的現(xiàn)在，珊瑚礁也不可避免的面臨著環(huán)境變化的威脅和破壞。我們應(yīng)當(dāng)重視保護(hù)我們周圍的海洋資源，合理開發(fā)利用以及保護(hù)海洋中的珊瑚礁，使得海洋的“熱帶雨林”能夠繼續(xù)繁榮