环境变化对珊瑚的影响

环境变化对珊瑚的影响环境变化对珊瑚的影响陈舒逸环境科学1001班201046007摘要：珊瑚礁，也被称为“海洋雨林”，是地球上生物多样性最丰富和生产力的生态系统。他们仅占海洋面积的0.2％，但是四分之一的海洋物种的家园：甲壳类动物、爬行动物、海藻、细菌、真菌和超过4000种鱼类的家在珊瑚礁。全球的珊瑚礁每年能产生约375亿美元的经济价值，珊瑚礁为94个国家和地区超过500万人提供生活的资源和食物。然而，全世界的珊瑚礁都处在危机中。[1]珊瑚礁正遭受着如飓风、厄尔尼诺现象等自然因素，当地威胁包括过度捕捞、破坏性捕捞技术、沿海开发、污染等,以及全球的气候变化变暖等不利的影响。,最近的一份由世界资源研究所(WRI)发表的报告指出,世界上75%的珊瑚礁正面临当地和全球的压力。百分之十的珊瑚礁损坏已经无法修复。本文将对珊瑚的形成，环境变化对珊瑚的影响，以及相关的保护措施进行阐述。关键词：珊瑚、气候变化、人类污染1.珊瑚的形成1.1珊瑚珊瑚虫属于腔肠动物门，珊瑚纲的水螅型动物，是一大类动物的统称，全世界已查明的隶属珊瑚纲的动物有6100余种，主要分布在水流快，温度高的暖海地区。多数为群体，如软珊瑚、角珊瑚等；少数为单体，如海葵等。珊瑚虫纲可以根据触须或对称线的数量被分为两个亚纲。造礁珊瑚属于石珊瑚亚纲，是形成珊瑚礁的主要部分。它们生长所需的能量大多数来自于和它共生的微型海藻的光合作用产能。它们能分泌碳酸钙形成坚硬的骨骼。由于它们的身体结构有六个或更少的对称线而被称为六射珊瑚亚纲或花珊瑚类。这个群体包括造礁珊瑚目、海葵目和纽扣珊瑚目。造礁珊瑚属包括石珊瑚属、笙珊瑚属、苍珊瑚属和千孔珊瑚属。图1-1珊瑚虫的剖面图非造礁珊瑚没有共生的微型海藻。他们有八个触手,也称为八放珊瑚。非造礁珊瑚,如柳珊瑚、海鳃等,也被称为软珊瑚。与石珊瑚相比,他们是灵活的,在潮流中呈波浪状,往往具有排孔和带有花边的外观。他们的骨骼是蛋白质,而不是钙质。软珊瑚的丰富度比石珊瑚少。在集落群体中，各个珊瑚虫通过一个相互连接成成熟的消化运河，使得重要的营养物质和细胞内物质得以共享。珊瑚头部在视觉上看起来是一个有机体,它实际上是由很多个个体组成,但是基因完全相同的多细胞生物,称为珊瑚虫。珊瑚虫的身体由2个胚层组成：位于外面的细胞层称外胚层;里面的细胞层称内胚层。内外两胚层之间有很薄的、没有细胞结构的中胶层。食物从口进入，食物残渣从口排出，这类动物无头与躯干之分，没有神经中枢，只有弥散神经系统。当受到外界刺激时，整个动物体都有反应。其生活方式为自由漂浮或固着底层栖息地。珊瑚虫的下端附着在物体的表面上，顶端有口，围以一全圈或多圈触手。触手用以收集食物，可作一定程度的伸展，上有特化的细胞（刺细胞），刺细胞受刺激时翻出刺丝囊，以刺丝麻痹猎物。软的珊瑚虫及其伸展开的触手不断随着水流摆动，每当水流把浮游生物带来时，珊瑚虫的触手就迅速把小动物捕捉粘住，刺细胞放出毒汁把猎物麻痹，然后送进消化腔内消化吸收。珊瑚虫以小型甲壳动物、小鱼和其它活的小动物为食。1.2珊瑚虫和藻类的共生珊瑚虫体内有藻类植物和它共同生活,这些藻类靠珊瑚虫排出的废物生活,同时给珊瑚虫提供氧气。藻类植物需要阳光和温暖的环境才能生存,珊瑚堆积的越高,越有利于藻类植物的生存。这些共生海藻以其自身的鲜艳色彩赋于珊瑚多姿多彩的绚丽景象。1.3珊瑚礁的形成珊瑚虫能分泌出石灰质的物质，组成外骨骼，珊瑚虫与其共生的海藻含有色素，因此珊瑚能呈现五彩缤纷的色彩。在温暖的海域，珊瑚虫繁殖迅速，生长快，老的不断死亡，新的不断成长，死亡的珊瑚虫石灰石骨骼即形成珊瑚。珊瑚虫的主要繁殖方式为出芽生殖。由于虫体不断进行出芽生殖，老的珊瑚虫不断死亡，新的珊瑚虫又在这些钙质骨骼上继续生长、繁殖，经过一段时间的积累，便会形成庞大构架的珊瑚礁、珊瑚岛。1.4珊瑚礁的生态类群珊瑚礁生物通过参与各项生态过程而形成特定的功能群，共同完成重要的生态功能。根据其生态功能的不同，主要分为以下几个生态群落：[2]（1）造礁生物：主要为造礁石珊瑚，不同形化妆的珊瑚种类在构建珊瑚礁体方面的贡献和为喜礁生物提供生境的作用有明显不同，例如枝状珊瑚生长快，分叉快，利于游动型生物栖息捕食，而块状珊瑚为许多隐藏生物提供生存之所。（2）光合自养藻类：珊瑚礁神态系统的生产者也是主要靠光合作用来固定能量、提供营养。参与光合作用的藻类主要有微藻和共生藻类。其中虫黄藻一般共生于珊瑚组织内部，通过光合作用向散户提供氧、糖等营养物质。同时消耗宿主珊瑚排泄代谢产物维持生长，形成紧密的共生关系。（3）控制系统结构的顶级捕食者：主要是一些肉食鱼类，通过捕食来控制结构系统的平衡。例如肯尼亚珊瑚礁由于对顶级捕食者的过度捕捞，导致它们的猎物海胆数量猛增，大量海胆掠食珊瑚礁保护层的藻类，从而导致依赖海藻栖息的鱼类和无脊椎类生物也大量减少。（4）调整和控制珊瑚群落的草食性种类：在维持系统状态、控制和调整珊瑚生长方面，食草性动物通过控制过快生长的藻类起作用。食草性动物作为食物链和食物网中重要的一环，在保证物质循环和能量流动方面意义重大，它们还会影响到物种组成、生产力状况和生物固氮和生态演替以及其他生态过程和功能。（5）其他浮游和底栖微生物：礁区微生物和蓝绿藻可以吸收空气中的氮，起到生物固氮的作用。珊瑚礁具有的环境优化功能也主要通过微生物起作用。1.5珊瑚礁的作用珊瑚礁，也被称为“海洋雨林”，是地球上生物多样性最丰富和生产力的生态系统。他们仅占海洋面积的0.2％，但是四分之一的海洋物种的家园：甲壳类动物、爬行动物、海藻、细菌、真菌和超过4000种鱼类的家在珊瑚礁。全球的珊瑚礁每年能产生约375亿美元的经济价值，珊瑚礁为94个国家和地区超过500万人提供生活的资源和食物。2.环境变化对珊瑚的影响2.1海洋酸化[3]自工业革命开始以来，人类活动释放的二氧化碳导致大气中二氧化碳的浓度已增加至约280至385百万分之一。大气CO2浓度比过去的八十万年都高，并有望以更快的速度增加，导致大气和海洋温度在未来几十年发生显著的升高。海洋已经从大气中吸收了约525亿万吨的二氧化碳，其中约三分之一来自人为碳排放。这种吸收显著减少了温室气体在大气中的水平，并最大限度地减少一些全球变暖的影响。然而，海洋对二氧化碳的吸收对海洋的化学生物性质有着消极的影响。研究表明，对二氧化碳的吸收导致了海水pH值的降低。自工业革命以来，海洋表层海水的pH值已经从约8.21降至8.10。当二氧化碳和海水发生反应，降低海水的pH值的同时也降低了可用的碳酸根离子。而碳酸根离子在海洋生物的外壳形成过程中起到重要的作用，如珊瑚，海洋浮游生物和贝类等。这种现象，被称为“海水酸化”。较小的钙化有机体是更高级的海洋生物的重要的食物来源，由于温度上升和碳酸根离子减少使得珊瑚礁的减少，这会对旅游业和渔业造成负面影响。具有重要商业价值的贝类物种的丰富性也可能下降，并造成对长须鲸的负面影响。这将会对海洋生态系统和渔业资源造成巨大而深远的影响。2.2海洋暖化和珊瑚白化由于化石燃料燃烧和森林的大面积砍伐。二氧化碳和温室气体在大气中积聚，导致全球变暖。许多科学家认为，这也将导致海水温度的上升。珊瑚生物对于温度的变化十分敏感，海水温度的变化对它们的生存造成很大的威胁。水温升高，可能会导致大规模的珊瑚白化。在强热或者紫外线辐射下，珊瑚虫将驱逐住在他们体内的藻类。这些藻类，也叫做虫黄藻(zo-zan-THEL-ee)，通常会提供珊瑚虫所需要的百分之八十的能量，对于珊瑚的生存至关重要。海藻通常也是珊瑚颜色产生的原因，所以当他们被驱逐，珊瑚出现白色或“脱色”。白化珊瑚可以在外界环境快速恢复到正常状态下时得到恢复。然而，在面对其他人类活动引起的压力，珊瑚已经变得很脆弱。在许多情况下，白化的珊瑚群落死亡。2.3二氧化碳排放在过去的几十年中，在空气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较脆弱的骨架，使他们更容易被波浪，粗心的游客和渔民所破坏。2.4.水污染科学家们已经确定了污染的珊瑚礁退化的主要原因之一。这种威胁来自多种来源，例如，石油，天然气和农药污染使珊瑚虫和海洋生物中毒。珊瑚礁受到损害的，当人类、动物排泄物和肥料倾倒入海洋或河流系统时，这些污染物会增加在珊瑚礁附近氮的水平，造成藻类的过度生长，切断珊瑚礁的阳光而使其窒息。垃圾桶杀害珊瑚礁动物。漂浮垃圾可以覆盖珊瑚礁，阻断珊瑚虫生存需要的阳光，导致珊瑚的死亡。2.5固体沉降沿海岸工程，近海工程，采矿，伐木和入海河流沿岸的农业都可以导致土地侵蚀。因此，土壤颗粒物最终进入海洋中并覆盖珊瑚礁。这使得珊瑚礁“窒息”，并得不到它生长所需要的阳光。可以过滤泥沙的红树林和海草也被迅速破坏，这导致了到达珊瑚礁的沉积物量数量的增加。红树林被砍伐用作木柴或者移除以创造开放的海滩或用作人工养虾场。2.6沿海开发沿海人口的增加对沿海资源造成压力。在许多地区，开发商直接在珊瑚礁上兴建码头和其他构筑物。过去一段时间里，大城市，如香港，新加坡，马尼拉和火奴鲁鲁都有着繁盛的珊瑚礁裙。这些珊瑚礁在人类压力被摧毁。现在，生长在其他沿海社区附近的珊瑚礁正在经历着同样的退化过程。2.7破坏性捕捞目前，一些捕鱼的方法是破坏性的和不可持续的。这些措施包括氰化物捕鱼、过度捕捞和爆炸捕鱼。虽然氰化物捕鱼为热带观赏鱼水族市场供应了大量活的热带鱼，大部分使用这种方法捕获的鱼被销往餐厅。这种捕鱼方法主要在亚洲使用，渔民潜水到珊瑚礁，从珊瑚礁的裂缝中向里喷射氰化物，使鱼类眩晕变得易于抓获。虽然一些大型的热带鱼可以代谢氰化物，但是较小的鱼类和其他海洋动物，如珊瑚虫，会由于这过程中产生的化学物质云团而中毒。过度捕捞是珊瑚礁退化的另一原因。通常情况下，太多的鱼均取自一个礁，使得其难以维持在该地区的数量平衡。其中一些卑鄙的捕鱼方法，如在礁石上用棍棒敲打，破坏了充当鱼类栖息地的珊瑚形成。在某些情况下，人们用炸药爆炸捕鱼，爆炸清除了周围的珊瑚。2.8珊瑚开采有时候珊瑚碎片从栖息地被移除，作为砖或道路填充物。或者，沙子和珊瑚礁石灰石被制成水泥用于新建筑建设。除此之外，珊瑚不仅被用作建筑材料，他们也作为纪念品出售。珊瑚古玩和珠宝往往是发展中国家旅游市场的重要商品。2.9旅游破坏旅游地常将生活污水直接排入周围的水体中，造成珊瑚礁退化。维护不善的化粪池中泄漏出的污水，渗透到到周围的地下水，最终渗出进入珊瑚礁区域。不注意的划船，潜水，浮潜，钓鱼等活动也可以破坏珊瑚礁。每当人们行走或在珊瑚礁搅起沉积物，它们都会导致珊瑚礁破坏。当人们降锚碰撞到珊瑚礁或收集珊瑚时，珊瑚礁也受到破坏。2.10臭氧耗损氯氟烃（CFCs）和其他化学物质在大气中的存在而导致的臭氧层破坏，伴随着全球气候变暖。这导致大气中的臭氧保护层耗尽，增加了到达地球表面的紫外线辐射的强度。虽然珊瑚有一种天然的防晒功能以保护自己免受热带阳光，但是大多数科学家认为，紫外线辐射的增加会损伤的浅水区的珊瑚。总结：珊瑚礁生态系统作为海洋生态系统中重要的一部分，扮演着重要的角色。在人类活动对环境影响越来越大，环境问题越来越突出的现在，珊瑚礁也不可避免的面临着环境变化的威胁和破坏。我们应当重视保护我们周围的海洋资源，合理开发利用以及保护海洋中的珊瑚礁，使得海洋的“热带雨林”能够继续繁荣