珊瑚礁以其極高的生物多樣性和極高的初級生産力，被譽為“藍色沙漠中的綠洲”和“海洋中的熱帶雨林”。然而，全球珊瑚礁已進入了一個以“人類活動顯著改變地球系統”為特征的新紀元——“人類世”。
（圖檔來自網絡）
對珊瑚礁的影響主要在于溫室氣體排放、全球變暖導緻珊瑚白化、死亡事件頻發，以及局部的人類活動導緻區域尺度的珊瑚礁生态系統退化。相對于遠離大陸的大洋珊瑚礁，近岸珊瑚礁除受到氣候變化的脅迫外，還疊加了強烈的人類活動幹擾，大多呈現急劇退化的趨勢，即逐漸過渡到（或已經成為）邊緣珊瑚礁。
南海作為西太平洋最大的邊緣海之一，具有豐富的珊瑚礁資源，但也是受人類活動影響最顯著的區域之一。近幾十年來，南海多地的珊瑚礁出現了珊瑚覆寫度和多樣性銳減。然而，珊瑚礁生态系統退化和保護之間的沖突一直困擾着南海北部珊瑚礁管理和資源可持續利用，迫切需要了解該區珊瑚礁發育及退化驅動因素，進而采取緊急而有效的管理模式。水下觀測可以提供珊瑚覆寫率和多樣性的定量評估，但是這種觀測在南海和印度太平洋大多數區域都非常缺乏，即使有也無法達到長期、連續監測。制約了全面、深入了解南海珊瑚礁退化曆史及其“病因”。
近日，中科院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質重點實驗室陳天然研究員與澳洲昆士蘭大學趙建新教授等合作，在南海北部珊瑚礁發育模式研究上取得最新進展，相關研究成果發表在Science of The Total Environment（《總體環境科學雜志》）上。
高精度U-Th放射性同位素定年技術，可以重建珊瑚死亡曆史，為珊瑚礁群落動态過程的認識提供豐富的科學依據。研究人員通過高精度U-Th放射性同位素測年技術，測定了南海北部涠洲島約100個塊狀和枝狀的珊瑚樣品，并對死亡年代和物種進行了分析，發現南海北部珊瑚大量死亡、珊瑚礁的退化其實早在20世紀50年代左右就已經發生，與“人類世大加速期”吻合，遠早于現代觀測的記錄，并在20世紀80年代以來珊瑚死亡頻率和程度逐漸增加，并出現珊瑚覆寫率急劇降低和優勢種改變等變化。
水下成片死亡的鹿角珊瑚和濱珊瑚；每個U-Th年代峰值對應該年大量珊瑚的死亡
研究還發現陸地上（被擡升）的古珊瑚礁沉積主要由鹿角珊瑚構成，并且其年代分布于晚全新世（3000 yr BP）以來，說明數千年以來南海北部岸礁區很可能是以鹿角珊瑚為優勢種的頂級生态模式，而“人類世大加速”後的短短50年，人類活動已經徹底改變了珊瑚礁保持了數千年的發育模式，而逐漸“邊緣化”。
根據珊瑚死亡年代的分布曲線，研究人員将珊瑚死亡高峰與近50年來各個時期發生的具體極端氣候事件（如冬季冷事件、El Niño高溫事件）以及人類活動（如捕魚、海水養殖、農業開墾、旅遊開發、基礎建設）一一關聯，找出了“病因”，指出該區人類活動的破壞遠超氣候變化的影響。
根據研究結果，研究人員針對Prof. Hughes等提出的“南海珊瑚礁之問”（ “The wicked problem of China’s disappearing coral reefs”，詳見Hughes, et al. 2013, Conservation Biology） 作出了解答。并提出建議：優先根據珊瑚礁生态系統功能，找出珊瑚礁生态系統退化的驅動因子，并根據區域差異制定切實可行的管理政策。建議建立有效海洋保護區域體系，以應對區域尺度到全球尺寸珊瑚礁退化；對于嚴重幹擾的近岸珊瑚礁，自我恢複潛力小，應有選擇性地培育珊瑚物種和創新的恢複技術；實施長期、持續的珊瑚礁監測方案，以了解近岸珊瑚礁的恢複程序。
本項研究得到國家自然科學基金（41676049、41476038）、南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）團隊項目（GML2019GD0206）和廣東省自然科學基金（2018A030313142）資助。
來源：中國科學院南海海洋研究所