海洋中的绿洲
分布在南北纬30度热带和亚热带浅水区的珊瑚礁是自然界最壮观、最奇妙的“创造”之一。
珊瑚礁的美丽在于它的颜色和多样性。珊瑚是由珊瑚虫组成的，还有各种各样的奇怪的海洋动物，它们在珊瑚周围游动、爬行和滑行。它是许多动植物的家园。据说世界上50万种海洋动物中有四分之一生活在珊瑚礁水域。此外，一些生活在海洋中的鱼类将利用珊瑚礁作为产卵和饲养幼鱼的场所。
世界上最大最美丽的珊瑚礁是澳大利亚的大堡礁。它北起托瑞海峡，南至弗雷泽岛附近，全长2000多公里。北面不到2公里，南面150多公里。由2900多个岛礁组成，总面积20.77万平方公里。这个巨大的“工程”的建设者竟然是直径只有几毫米的腔肠动物——珊瑚虫。
属于海洋无脊椎动物的珊瑚在珊瑚群表面只有几毫米的薄层，但各种造礁珊瑚和其他造礁生物不断分泌和积累的碳酸盐骨骼，最终形成厚度可达千米、长度可达2000千米的碳酸盐结构，这是地球表面任何其他生物都难以匹敌的。
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珊瑚虫之所以能够不断大量繁殖，和分泌石灰质骨骼，其秘诀在于珊瑚虫与巨大数量的单细胞植物虫黄藻互利共生：珊瑚为虫黄藻提供栖身之所；黄藻利用珊瑚的代谢产物进行光合作用，合成有机物，进而加速有机碳循环与钙离子沉淀形成珊瑚的“骨骼”。一些有机物以黏液的形式被分泌到黄藻体内，成为其他海洋小生物生存的营养物质。可以说，海洋丰富的生态系统是在珊瑚虫的基础上形成的。
除了为珊瑚虫提供营养和形成珊瑚“骨骼”外，虫黄藻还为珊瑚提供多彩的颜色。由于虫黄藻本身含有多种色素，在正常水温条件下，它们总是与珊瑚共存，因此带给珊瑚以蓝色、红色或黄色的美丽颜色。
珊瑚礁对沿海居民有重大作用，它们不仅可以抵抗风浪侵袭海岸，而且为人类提供海洋水产品、海洋新药材料。
不幸的是，近20年来人为因素所引起的热带海岸大规模开发、过度捕捞海产、水体污染以及全球气候变化等因素，使得许多珊瑚礁受到严重破坏，面临绝境。
消失的珊瑚礁
早在上世纪90年代，人们就发现珊瑚礁正经历着越来越明显的大规模变化，但究其原因，尤其是在评价全球气候变化对珊瑚礁的影响方面，还存在许多争论。1994年，由15名研究气候变化对珊瑚礁影响的专家组成的专家组也发表报告说，珊瑚礁生存的主要压力来自人类活动，气候变化对珊瑚礁的威胁还很远。
1997年年中至1998年底，全球范围内出现了40多年来最大规模的石珊瑚（及软珊瑚、砗磲、海绵等）白化现象（由于珊瑚中共生虫黄藻的丧失，珊瑚虫呈透明状态，显现出珊瑚白色的骨骼）和死亡事件，包括水深40米的珊瑚和生长1000年的珊瑚（有人据此判断）印度洋珊瑚礁的流失率高达50%，浅水区和分支状珊瑚受害尤其严重。
在此之前，人们开始关注气候变化。早在1998年就出现了全球最高气温和最强的厄尔尼诺-拉尼诺现象，导致当年海表温度异常升高。珊瑚礁的白化事件和高温发生的时间如此巧合，以至于我们不得不思考它们之间是否有必然的联系。因此，气候变化确实影响珊瑚礁的观点才逐渐被研究人员所接受。
如果说1998年的大规模珊瑚白化死亡只是一次意外，甚至是千年一遇的极端事件，那么近年来各海域频繁发生的珊瑚白化事件已经给人们敲响了警钟。2015年夏季，加勒比海珊瑚礁区再次发生异常高温和大规模珊瑚白化事件。超过50%的珊瑚白化发生在珊瑚礁区，其中一半很快死亡。世界其他地区也发生过珊瑚礁的白化现象。而且，随着全球气候变暖的发展，1998年和2015年的珊瑚白化事件越来越频繁，漂白程度也越来越严重。一系列证据表明，全球变暖已被认为是未来珊瑚礁面临的最大威胁。
尽管人类活动也会对珊瑚礁产生不利影响，但这种影响远远比不上气候变化对珊瑚礁的影响程度。根据全球珊瑚礁监测网络(GCRMN)2000年的统计报告，1998年的白化事件导致全球珊瑚礁损失16％(虽然部分白化的珊瑚礁在随后的时间内得到不同程度的恢复。
致命的温度
全球气候变化对珊瑚礁的影响包括温室气体增加引起的海水全球变暖、海洋酸化、海平面上升以及风暴频率和强度的增加，其中前两个因素影响最大。这是因为造礁珊瑚属于热带群落，温度是它们极其重要的生态因子。生长区海水温度18-29℃，最适温度18-20℃，16-17℃，珊瑚停止进食，13℃为致死温度。温度过高或过低都不利于造礁珊瑚的生长或生存。
结果表明，全球变暖对珊瑚礁的影响主要表现在两个方面：由于冬季低温上升，寒潮频率降低，高纬度地区造礁珊瑚生长条件得到改善，甚至出现向高纬度扩张的趋势，例如，我国雷州半岛西南部热带北缘华南大陆唯一的珊瑚礁区，近10余年来出现珊瑚自然恢复过程，另一方面，由于夏季海表温度异常升高，导致共生虫黄藻逸出和珊瑚礁白化、死亡事件增多，情况加剧。珊瑚白化代表珊瑚面对海表温度异常升高等环境压力的即时反应，珊瑚白化也是珊瑚礁在全球变暖冲击下，最早表现出来的征兆。。
失去共生藻的白化珊瑚将无法再从共生藻光合作用的产物获得赖以维持生命最重要的能量，因而无法生存下去。导致珊瑚白化的温度临界值是表层水温超过当地夏季最高温1℃，大致在30℃左右，低纬度海区略高，较高纬度海区略低。考虑到上个世纪人类活动导致的大气温室气体增加已经导致全球地面平均气温升高约0.6℃，热带珊瑚礁区水温上升约0.5℃，预计全球平均地表温度在1990～2100年期间增加1.4～5.8℃。即使现在停止所有温室气体排放，本世纪末全球平均地表温度几乎肯定至少还会上升1℃，珊瑚白化必然会更加频繁和严重。如果全球平均气温上升2℃以上，预计两次白化之间，珊瑚将没有足够的恢复时间，珊瑚礁将在世界许多浅海区消失。
这意味着，如果没有强有力的全球气候政策，预计本世纪束珊瑚礁会不可避免地成为因全球气候变化而消失的第一个生态系统。
全球变暖对珊瑚礁影响的严重性还在于，珊瑚及其共生藻对全球变暖的适应性遗传变化无法保持与气候变化同步。过去，有科学家认为，珊瑚虫可能存在通过改变共生藻组合(不耐热的c型变成较耐热的D型)以忍受和跟上未来海温升高的适应性机制。
但科学家发现，受海温升高严重影响而白化和死亡的礁区的珊瑚，包含较多耐热的D型共生虫黄藻，并且在重大白化事件前后，他们也没有观测到珊瑚与虫黄藻伙伴关系的持久性变化。近20年来的观测记录表明，珊瑚热压力临界值相对稳定，并没有随气温升高而向上移动。退一步说，即使这种适应性确实存在，其遗传变化的速度也依然赶不上白化事件的发生频率。
变酸的环境
全球气候变化对珊瑚礁的影响还通过海洋酸化体现出来。所谓海洋酸化，即全球大气C02浓度增加导致表层海水酸化(更准确地说，是海洋的微碱状态减弱)和海洋碳酸盐系统改变。这一过程会严重影响珊瑚礁等海洋钙质生物的钙化过程。现在表层海水全球平均酸碱度(pH)已经比工业革命前降低了0.1单位，预计在未来40～50年内表层海洋的C02水平将达到工业化前水平的两倍(560ppm)，海水pH将再降低0.2单位。表层海水中CO：浓度和氢离子浓度的增加，将导致海水溶解的碳酸氢盐增加和碳酸盐减少。
海水中溶解的CO：和碳酸氢盐能够用于光合作用，有利于海草和一些海洋藻。然而，碳酸盐离子浓度减少会降低许多造礁生物形成碳酸钙骨骼的能力。科学家预测，几乎所有热带和冷水珊瑚的钙化率到2050年都会降低20％～50％。极端_条件下某些种珊瑚将完全丧失骨骼，它们不能建礁或为珊瑚礁提供服务。有证据显示，目前珊瑚的生长率已经比工业革命前降低15％，原因可能与海洋酸化、海洋升温或其他因素有关。
钙化率降低会导致珊瑚生长减缓，珊瑚骨骼形成速度变慢，削弱其抵抗侵蚀、风暴破坏和敌害侵害的能力。最终珊瑚礁将由净建造转变为净失去，通过礁体建造“跟上”预期的海平面上升的生物地貌功能也因此而削弱或失去。
美国海洋与大气局(NOAA)的卫星监测揭示，热带海洋近10年正以更快的速率变暖，预计仅仅剩下8～10年时间扭转潮流，因为大气CO，达到450ppm，海水将变得更酸，挽救珊瑚礁的努力也会变得非常困难。
目前，人们对气候变化所致珊瑚礁的变化方面仍有许多不清楚的地方，比如，研究人员发现一些珊瑚礁生物突然消失，如荷属安第列斯群岛一种五彩缤纷的棘皮动物海百合、
佛罗里迭角的棘皮动物海蛇尾、
西澳大利亚珊瑚礁的海蛇等不见了。
人们怀疑这些动物相当于矿工在井下检测瓦斯的金丝雀或陆地的青蛙，它们可能具有预示气候变化导致更多物种灭绝来临的警示意义。
保护珊瑚礁的竞赛
20世纪90年代以来，为保护珊瑚礁，防止其成为地球上第一个消失的生态系统，各国都开展了一系列的保护行动。美国计划到2025年珊瑚礁完全保护区面积达到保护区面积的20％。澳大利亚把大堡礁保护区内的完全保护区面积从1981年的5％扩大到33％……
2018年7月，在美国佛罗里达举行的第11届国际珊瑚礁研讨会上，3500名科学家和管理者提出，为限制气候变化对珊瑚礁的不利影响，各国必须采取一致行动，减少温室气体排放，避免大气中二氧化碳浓度超过450-500ppm，减少水质污染、有害捕捞和生境破坏等人类活动的动态影响，努力提高和保持珊瑚礁的恢复力，增强珊瑚礁在气候变化压力下的生存能力，为珊瑚礁赢得应对气候变化的重要恢复时间；同时，加大研究力度和财政投入，如在严重白化事件期间，对珊瑚礁区域进行保护。
1989年，一些科学家指出，珊瑚礁等热带浅水生态系统的未来“取决于两种速度之间竞争的结果”：一是热带浅水生态系统不断加速衰退和消失的速度；另一个是人们发展生态学和社会学上完美的海岸带管理模式和关于生物保护价值的有效的公众教育的速度”。
几十年过去了，竞赛仍在继续。
