全球最美珊瑚礁群，大堡礁是如何炼成的？

中国人常说“水至清则无鱼”

这一点大抵适用于中国的江河

如果放之全球的海洋则并不适用

我们熟知的许多热带岛礁

不但海水清澈透明、令人沉醉

而且鱼虾成群、极尽绚烂之能事

（摄影师@Kimberly Wheeler）

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180年前

正在环球航行的生物学家达尔文

对热带岛礁发达的生态系统产生了疑问

海水清澈透明意味着缺乏足够的营养物质、浮游生物

也就无法供养庞大的生态系统

它们本应是海洋中的“沙漠”

实际上却成了生机勃勃的“热带雨林”

这背后到底发生了什么？

达尔文并没有给出令人信服的答案

这个问题也因此被称为

达尔文悖论（Darwin’s  Paradox）

最典型的莫过于位于澳大利亚东北部的

大堡礁（Great Barrier Reef）

它面积达34.4万平方公里

比邻国新西兰国土面积还要大出1/4

（地图源自Google地球，星球研究所标注）

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2900个独立珊瑚礁、900个大小岛屿

南北绵延伸展超过2300公里

这样的密度、规模世所罕见

堪称世界最大、最长的珊瑚礁群

（点击放大查看，地图源自大堡礁海洋公园管理局）

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即使从太空观察也非常容易辨认

轨道高度超过300公里的国际空间站宇航员

便在2015年10月12日拍摄到了其中三个珊瑚礁的高清照片

图中最大者名为哈迪礁（Hardy Reef）

浅色的潟(音xì)湖与周围深蓝的海水对比显著

珊瑚礁之间形成了一条海路

风平浪静时船只可以在此间通过

（照片区域跨度约15公里，相机为Nikon D4，图片源自NASA）

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当高度从300公里的太空下降至数百米

连绵的礁石便会像漂浮的渔网一样直扑视线

（哈迪礁，图片源自昆士兰州旅游观光局）

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著名的心形礁（Heart Reef）

也藏在这些密布的渔网中

（心形礁，摄影师@Larry Malvin/123RF）

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礁石间深蓝的航道

如同陆地上的河道蜿蜒而去

大小游船载着游客穿梭其中

（哈迪礁，图片源自昆士兰州旅游观光局）

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当我们把高度完全降至海面

更加奇异的景象出现了

著名的海底全景拍摄机构

凯特林海景调查（XL Catlin Seaview Survey）

利用深海潜水员、潜水机器人

完成了这组非常罕见的大堡礁“海洋街景”

远处的海水光滑如镜

近处的海水却突然被上帝掀掉了“盖子”

水底的珊瑚历历在目

几乎完全透明

（请将手机横屏观看，拍摄于Wilson Island附近的落日，图片源自XL Catlin Seaview Survey）

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当镜头潜入海面之下

世界上最壮观的珊瑚花园便彻底露出真容

400多种形态各异的珊瑚

如同海底开出的花朵、色彩斑斓

（请将手机横屏观看，图片源自XL Catlin SeaviewSurvey）

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巨大的滨珊瑚（Porites）稳坐海底

它的年龄超过500岁

看起来就像是一个瘪了气的篮球

不知被谁家丢弃海中

这幅宽广的画面仍能保持极高的清晰度

可见大堡礁海水透明度之高

（请将手机横屏观看，拍摄于Wilson Island附近，图片源自XL Catlin Seaview Survey）

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透明的海水可以最大限度呈现出珊瑚的丰富色彩

让来自世界各地的潜水爱好者饱览海底胜景

（请将手机横屏观看，图片源自XL Catlin Seaview Survey）

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清澈透明的海水包裹之下

是一个生机勃勃的海底天堂

各色鱼类环绕着海底“小山包”

朝圣一般地游来游去

（请将手机横屏观看，此处名为Steve's Bommie，图片源自XL Catlin Seaview Survey）

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大堡礁生活的鱼类超过1500种

占全球海洋鱼类的1/10以上

是世界上鱼类品种最丰富的区域之一

包括小丑鱼、红皇帝喉、鲷鱼、珊瑚鳟鱼等等

（相比之下中国所有海域加起来的的鱼类才3000种）

其中六带鲹（音shēn）是水下摄影的常客

它们喜欢聚集成群，形成一个鱼群风暴

人类潜水员在它们面前变得渺小无比

（请将手机横屏观看，拍摄于Lady Elliot Island附近，图片源自XL Catlin Seaview Survey）

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大堡礁还吸引了30多种海洋哺乳动物

包括鲸鱼、海豚、鼠海豚等等

体重高达40吨的座头鲸也是其中一员

它们是大堡礁最庞大的访客

每年两万头座头鲸跨越9600公里

从南极洲往返这片温暖安全的水域

并在此生养哺育后代

（请将手机横屏观看，图中为小须鲸，图片源自XL Catlin Seaview Survey）

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海豚也不远千里而来

遨游于纯蓝世界

因为“居民”众多

居民们需要激烈竞争才能生存下来

这使得大堡礁生命进化的速度

比其他海洋环境快50%

（请将手机横屏观看，拍摄于Myrmidon Reef，图片源自XL Catlin Seaview Survey）

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为什么大堡礁会形成

如此大面积的海底天堂呢？

我们需要从大堡礁的海底地形说起

大堡礁海底相对平坦

平均深度仅为35米

而在它的东侧海底深度骤降至1000米以下

两者之间形成了一个巨型断崖

（从海底仰望断崖的模拟图，这处断崖非常像澳大利亚的乌卢鲁巨岩；本段论述依据詹姆斯库克大学Robin Beaman教授的研究）

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1.4万年以前

澳大利亚的东北海岸线便位于这处断崖

后来随着末次冰期结束

大量冰川融化带来全球海平面快速上升

不但阻隔了澳大利亚古代人类与亚欧大陆的联系

使得澳大利亚成为一座超级孤岛

还淹没了大堡礁这片开阔平坦的土地

最快时海岸线每年向内陆推进数百米之多

（本段论述依据詹姆斯库克大学Robin Beaman教授的研究，星球研究所标注）

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就像达尔文观察的那样

这片新生的海洋非常贫瘠

幸运的是

一种多数仅有2-3毫米的小动物看上了这里

它们便是珊瑚虫

（一种造礁珊瑚虫，图片源自NOAA）

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多数珊瑚虫体内含有一种共生藻类

这种藻类可以通过光合作用

为珊瑚虫提供能量和碳酸

让珊瑚虫可以在贫营养的环境中生存下来

但是

它也其它挑剔的要求

包括合适的海水温度、盐度等等

其中最重要的条件是

充足的阳光

来到大堡礁之前

珊瑚虫已经在地球上存少至在了5亿年

在大堡礁断崖海岸附近也已经生存了2000万年之久

但海洋中多数区域的深度使得阳光无法穿透

珊瑚虫只得借助接近海面的海山或岛屿生存

岛屿的面积毕间有限

珊瑚虫也便难以大量繁衍

而大堡礁这片新生的浅海不知道比那些小岛大了多少倍

离开壑阳光明媚，直射海底

堪称珊瑚虫的最佳家园

于是珊瑚虫在大堡礁大量繁衍

它们将体内藻类提供的碳酸合成碳酸钙

从底部分泌出来制造出骨骼

经过一万年的堆积

一座座巨大的海底城市便诞生了

（请将手机横屏观看，拍摄于Heron Island，图片源自XL Catlin Seaview Survey）

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珊瑚虫和共生的藻类

发展出了一个极为高效的能量系统

把营养物质从一个层级传送到另一个层级

在两者之间循环利用

只有很少的营养会流失到整个系统之外

因而丰富度得以在贫瘠的海洋中不断累积

最终发展出了世界上最多彩的海洋生态

所以珊瑚礁仅占地球表面积的1/1000

却因为对能量的高效利用

而拥有全球1/4的海洋物种

这便是今天科学家对达尔文悖论的解释

（关于达尔文悖论还有其它学说，比如岛屿质量效应Island Mass Effect，此处不展开叙述）

小小的珊瑚虫创造了一个海洋奇迹

在大堡礁为无数动物建造了家园和庇护所

包括1500种热带鱼、200种鸟类、20种爬行动物

1981年大堡礁被列入世界自然遗产

也被CNN评选为世界七大自然奇观之一

大堡礁的英文名字则缘于它的独特形态

今天的我们可以从太空更直观地看到这一点

珊瑚礁沿着海岸分布

在深海与大陆之间形成了一道堤坝（英文Barrier）

并因此得名Great Barrier Reef

（图片源自NASA）

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但作为大堡礁的创建者

目前珊瑚虫们的生存状况却不容乐观

全球气候变化加剧引发了更多的热带风暴

可以轻松将整片的珊瑚礁碾为齑粉

人类过度捕捞大法螺

引起珊瑚虫的天敌棘冠海星爆发式增长

导致大面积的珊瑚被棘冠海星吞食

而上述所有这些的危害力量都比不上

珊瑚白化（Coral bleaching）

（同一株珊瑚白化前后对比图，图片源自XL Catlin Seaview Survey）

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健康珊瑚呈现的红、黄、绿等多种颜色

主要源于珊瑚体内的共生藻类

然而全球气候变暖导致的海水温度升高

以及海洋污染物增多、海水盐度改变等等原因

使得珊瑚为了自保

不得不驱逐出体内的藻内

失去共生藻类的珊瑚会呈现出白色

这种饮鸩止渴的自保方式

如果不能快速恢复珊瑚就会死亡

1980年-2016年的30多年间

大堡礁已经出现8次大规模的珊瑚白化

虽然历次白化事件之后

大堡礁都最终得以部分恢复

但每一次新的白化也都愈加严重

在2016年珊瑚白化时

潜水员再次潜入Heron Island的海底

看到的景象却是有如珊瑚坟场

（请将手机横屏观看，图片源自XL Catlin Seaview Survey）

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