珊瑚礁宝藏：探索生态系统服务及未来前景-

图 1 珊瑚礁与鱼类来源：国际珊瑚礁学会（ICRI）

珊瑚礁是由数百万个微小的珊瑚虫形成的大型碳酸盐结构，它为数十万乃至数百万其他物种提供基础生存框架和家园。珊瑚礁是地球上最大的生物结构，也是唯一能够从太空中看到的生物结构。热带和温带珊瑚礁以一种连接自然和人类系统的方式，支持着人类长期的生存和发展，保护着海洋生物的多样性。

珊瑚礁上丰富而多样的生命提供了几十亿人所依赖的生态系统服务。然而，由于过度开发和气候变化带来的威胁，其中许多服务正面临着严重的风险，这将进一步破坏生物栖息地并导致生物多样性枯竭。

在2019年到2022年的四年中，珊瑚礁未来（Reef Futures）项目探索了来自珊瑚礁系统在不同的气候情景下的五种生态系统服务——生物量、碳循环、养分循环、文化价值和营养价值，以更有效地规划未来，并设计和实施智能应对气候变化的管理政策。该国际合作项目由来自18个主要研究机构的海洋专家组成，他们开发了耦合的社会-生态模型，以确定潜在的双赢方案，让生物多样性和浅水珊瑚礁生态系统服务得到保障。

随着珊瑚礁未来合作项目的结束，以下是该项目的五个重要研究发现：

生物量

传统上，科学家经常利用现存生物量（standing biomass）的测量值——珊瑚礁上所有鱼类的总量，来确定哪些地区需要额外保护或更有效管理以实现可持续渔业。然而，这只提供了关于任意时间点上存在多少鱼类的信息。通过珊瑚礁未来项目，人们开发了两个更具信息量的指标：生物量产量（biomass production），衡量鱼类群体在一段时间内可以增加多少生物量；生物量周转率（biomass turnover），即珊瑚礁生成新鱼类生物量的能力。这两个指标共同提供了对珊瑚礁的复原力、生产力和再生能力更具体的衡量，这可以用来设定未来的智能气候配额，并制定考虑到变化条件的保护和恢复管理计划。

法国蒙彼利埃大学（University of Montpellier）的学生Raphael Seguin和他的指导教师、法国国家科学研究中心（French National Centre for Scientific Research，CNRS）的Nicolas Loiseau在珊瑚礁未来项目组同事的支持下，共同对全球1900多个珊瑚礁进行了鱼类生物量产量和周转率的数据分析。根据他们在《自然可持续性》（Nature Sustainability）上发表的研究结果，该团队提出了三个新的珊瑚礁分类，并根据人为因素和环境因素对这些类别进行建模。这些信息有助于研究人员、从业人员和利益相关者了解生物量产量和生物量周转率如何塑造全世界的珊瑚礁状态，哪些珊瑚礁处于危险之中，以及如何更好地保护它们。

碳循环

鱼类通过排泄废物中的碳酸盐为碳循环做出了重要贡献。为了更好地理解这一作用的重要性以及碳酸盐排泄在未来可能发生的变化，由德国莱布尼茨热带海洋生态中心（Leibniz Centre for Tropical Marine Research）的Mattia Ghilardi领导的珊瑚礁未来项目团队发现，鱼类所赖以生存的生态系统和环境特征决定了其碳酸盐排泄速率及其矿物质的组成。**结果显示，鱼类排泄的碳酸盐量很大程度上取决于其身体质量和肠道的长度。**同一家族的鱼类产生的碳酸盐具有类似的矿物，但这也取决于珊瑚礁的温度和它们的肠道长度。
这些发现使研究人员能够更可靠地计算不同珊瑚礁、不同地区和全球鱼群体产生的碳酸盐量。这些信息可用于预测捕捞和气候变暖等人为因素对鱼类在海洋碳循环中所起作用的影响。例如，分析结果表明，选择性捕捞体型较大的鱼类和富含高营养鱼类可能会导致其排泄碳酸盐量大幅减少或排泄碳酸盐的矿物组成发生变化。

图 2 珊瑚礁与鱼类来源：UN-WCMC

养分循环

与碳循环一样，珊瑚礁鱼类所排泄的代谢废物和粪便在养分循环中也是至关重要的，同时，在它们的生长过程中，也会在其体内暂时储存营养物质。由法国国家科学研究中心（CNRS）和高等研究应用学院（Practical School of Advanced Studies）领导的一个小组评估了鱼类的营养回收和营养储存在世界热带珊瑚礁中的差异，并试图确定这些差异的环境驱动因素。他们使用与饮食、新陈代谢和生长指标，来运行一个生物能模型，预测来自最常见的珊瑚鱼科的1100个物种的养分流量。

研究结果表明，鱼类的营养循环的所有组成部分在不同的珊瑚礁中是高度可变的。在大多数珊瑚礁上，养分循环至少比养分储存高五倍，这强调了鱼类作为养分来源而并非汇集的作用。

文化价值

人们对美的感知与动物的保护需求之间有什么关系？由法国国家科学研究中心（CNRS）的Nicolas Mouquet领导的团队进行了一项研究，该研究发表在PLOS Biology上。该团队在一项在线调查中要求13000人对各种珊瑚礁鱼类的照片进行审美评分。他们利用这些数据，结合他们开发的人工智能模型，首次提供了全球范围内2417个最常遇到的珊瑚礁鱼类物种的审美价值。

他们发现，色彩鲜艳的鱼类和身体较圆润的鱼类往往被评为最美丽的物种。研究结果还显示，外观不太美观的鱼类是生态和进化特异性最高的物种，也是被认为具有威胁的物种。而不那么吸引人的鱼类则具有更大的商业利益空间。因此，该研究强调了审美价值与对珊瑚礁鱼类进行保护行动间的不匹配。“丑陋”的珊瑚礁鱼类实际上最需要保护支持。

图 3 捕鱼来源：UN-WCMC

营养价值

尽管鱼是主要是低收入国家超过10亿人的微量营养素的重要来源，但这些依赖鱼类资源的人口往往无法获得当地的鱼类资源，因为这些资源多被出口，或者是由外国渔船捕捞后用于出口。在许多情况下，低质量的鱼类和鱼类产品被进口以满足当地需求。

兰卡斯特大学（Lancaster University）的Christina Hicks进行的一项初步研究强调，渔业和食品政策需要关注改善营养，而不是增加食品生产量或出口创收。他们开发了一个鱼类营养成分数据库，用于预测世界渔业的营养物质的可利用性。**该结果提供了5000多种淡水和海水鱼种的营养成分信息，并可在全球范围内免费使用。**科学家、政策制定者、管理者和学者可以利用它来确定当地哪些鱼是最有营养的，并需要保护。

图 4 海底景象来源：ICRI

珊瑚礁提供了丰富的生态系统服务和无限的潜力。但是，气候变化、过度捕捞、海洋污染正危及海洋生态，对珊瑚礁构成了巨大威胁。珊瑚白化事件的增加以及珊瑚礁覆盖面积的减少，警示我们必须采取行动来保护它们。
保护珊瑚礁需要全球共同努力。政府、科学家、非政府组织和社会各界需加强合作来制定和执行有效的保护政策和管理措施。减缓气候变化、限制过度捕捞、改善海洋污染和推动可持续的海洋资源管理是至关重要的步骤。保护珊瑚礁不仅仅是拯救一个生态系统，更是在保护人类自身的未来。参考文献：

1. Reef futures. Leibniz. https://www.leibniz-zmt.de/en/research/research-projects/reef-futures.html

2. ICRI, coral reefs and the UN. ICRI. https://icriforum.org/icri-coral-reefs-and-the-un/

3. What can we do to save coral reefs?. ICRI. https://icriforum.org/about-coral-reefs/what-can-we-do-to-save-coral-reefs/

4. Pandolfi, J. M., Connolly, S. R., Marshall, D. J., & Cohen, A. L. (2011). Projecting coral reef futures under global warming and ocean acidification. Science, 333(6041), 418–422. https://doi.org/10.1126/science.1204794

编译：王家欣

审核：Samantha

编辑：Tommy