寻找局部杠杆

珊瑚礁不是注定要消失的。尽管人类活动以许多不同的方式威胁着这一标志性的生态系统，但科学家们认为，在适当的帮助下，珊瑚礁可以继续蓬勃发展。

加州大学圣巴巴拉分校(UC Santa Barbara)的研究人员进行了一项研究，详细阐述了减少营养污染如何有助于防止珊瑚在中度热浪中变白。研究结果发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)杂志上，为管理这些高度濒危但重要的生态系统提供了新的策略。

造礁珊瑚的组织中含有有益的藻类。作为保护和氮的交换，海藻为珊瑚提供糖。在水变得太热之前，一切都很好。

在更高的温度下，藻类的光合作用就会过度，珊瑚和藻类之间的化学平衡就会被打破。在某一时刻，珊瑚会喷射出它的房客，这一过程被称为漂白。珊瑚可以在没有藻类的情况下存活一段时间，所以如果情况迅速恢复正常，珊瑚是有可能恢复的。但如果没有同伴，珊瑚最终会死亡，而且白化现象越严重，死亡的可能性就越大。

实验室里的实验，以及一些小规模的实地研究，开始向研究人员表明，来自化肥和污水径流的氮污染可能会加剧白化。水中过量的氮会破坏珊瑚和藻类之间的有益伙伴关系。然而，到目前为止，我们还不知道营养对漂白的影响是否发生在大面积的珊瑚上。

加州大学圣巴巴拉分校的科学家们决定调查氮对珊瑚白化的影响——在整个岛的范围内——作为他们在法属波利尼西亚的莫雷亚岛长期生态研究项目的一部分。

2016年，研究小组在温和的热浪中对莫里亚岛周围的1万多个珊瑚进行了调查。他们研究了不同栖息地的单个珊瑚群落，以高分辨率捕捉整个岛屿的多样性。由于海水中氮的浓度是自然波动的，研究人员采集了龙须藻的样本。这为珊瑚提供了一份在热浪来临前几个月氮含量的记录。

“这些关系非常复杂，”该研究的第一作者玛丽·多诺万(Mary Donovan)说，她是该大学海洋科学研究所的博士后研究员。“因此，在时空尺度上研究它们，使它们与自然界中发生的事情相匹配，对于揭示这些真正重要的相互作用至关重要。”

研究小组发现，高水平的氮污染降低了珊瑚开始变白的温度。它也增加了漂白的严重程度。生态、进化和海洋生物学系(EEMB)教授Russ Schmitt说:“白化的严重程度基本上翻了一番。”无论系统中有多少氮元素，珊瑚在极端温度下都会褪色，但即使是一点点多余的氮元素，在中等温度下也会导致严重的褪色。

科学家们观察了莫里亚最常见的两种分枝珊瑚。他们希望它们对营养污染的反应有所不同，因为其中一种比另一种对温度压力更敏感。然而，两种珊瑚表现出相同的反应。这表明，在通常低于引发白化的温度水平时，氮污染对珊瑚的强烈影响可能广泛适用于许多珊瑚物种。

此外，EEMB博士生、共同作者Mallory Rice的一项相关研究表明，随着氮污染的增加，珊瑚礁的生物侵蚀也随之增加。研究人员查看了10年来Moorea关于侵蚀珊瑚骨骼的动物的数据。他们发现，当氮污染严重时，无聊的无脊椎动物数量更多，而吃珊瑚的鹦嘴鱼更具破坏性。这一结果发表在《珊瑚礁》杂志上。

研究人员称，气候变化增加了海洋热浪的强度和频率，从而加剧了漂白现象的严重程度。他们解释说，珊瑚礁正处于一个临界点，因此需要探索每一种可行的策略来促进珊瑚礁的健康和恢复力。“这项研究表明，至少在短期内，采取一些局部行动，如减少营养污染，给珊瑚礁一个机会是可能的，”EEMB的教授、共同作者Sally Holbrook说。

研究人员计划继续研究营养污染对珊瑚白化的影响如何转化为珊瑚死亡。该团队在2019年进行了一项类似的调查，那年莫里亚岛周围出现了一些有记录以来最高的水温。他们的发现可以更好地解释营养物污染对珊瑚礁生态系统的长期影响。

海洋热浪和珊瑚白化是21世纪珊瑚礁面临的决定性挑战。“控制二氧化碳排放需要全球行动，所以作为生态学家和环保人士，我们也在寻找可以在当地范围内使用的杠杆，帮助珊瑚礁生态系统承受这些全球压力，同时我们也在采取行动应对气候变化。”