香港大學太古海洋科學研究所、普林斯頓大學(Princeton University)和馬克斯普朗克化學研究所(Max Planck Institute for Chemistry)合作的一項研究,闡述了南中國海一帶的發展對珊瑚礁減少的歷史影響。研究結果最近於學術期刊《Global Change Biology》中發表。
珊瑚骨骼有著類近樹木年輪的生長層,研究團隊利用合作夥伴普林斯頓大學開創的前沿地質化學技術,從年輪中提取微量的氮,用以了解其生長情況。珊瑚骨骼中超過99%為碳酸鈣,珊瑚把礦物質附在分泌的蛋白質支架上,藉此控制鈣化情況,在夏季生長速度較快時鈣化會較多、冬季鈣化減少,從而在骨骼上形成高、低密度交替的現象,出現不同的條帶。團隊將帶有條帶的珊瑚骨骼交予海洋公園獸醫醫院以X射線儀器觀察和測量。
研究由港大太古海洋科學研究所博士後研究員Nicolas Duprey主導,帶領普林斯頓大學以及馬克斯普朗克化學研究所一眾研究人員,研究保存於港大實驗室的一株珊瑚骨柱,從骨柱每個條段中提取骨骼材料,重建近200年珠江三角洲的環境時序變化。這株珊瑚至2007年仍然活著,它一直利用海水蘊含的資源建造新骨骼,骨骼中記錄了其生長地的環境變化。氮作為蛋白質支架的重要組成部分,不僅是珊瑚生長的重要元素,同時記錄了珠江污染和地貎急速變化等人為干擾的跡象。
雖有文獻記載在80至90年代香港南部的珊瑚群落曾經銳減,但其成因至今仍是科學界的一個謎。研究人員指出,這株珊瑚的生命週期,正值珠江三角洲這個多城市的大都會急劇人口增長,在期間攀升30倍至今大約有1億人。現代記錄表明,特別是在80至90年代,香港急速發展和維多利亞港的填海工程,令水質急劇惡化,這和同一時期珠江三角洲一帶(尤其是在西部水域)的珊瑚礁生態遭受嚴重破壞,時間上不謀而合。
「在過去5年中,團隊的精確調查工作讓我們確定造成珊瑚群落的衰退主要原因其實是水質。 這是一個非常有趣的發現,皆因過去一直認爲,世界各地珊瑚數量下降的主因是全球氣候變化,這令人感到無助,因為只有徹底改變人類的生活習慣才可以解決問題。然而,珠江三角洲一帶的威脅則有點不同,珊瑚群的減少的原因是因爲對當地廢水的處理不善。這或許是個好消息,因為它暗示著解決問題的方法其實就在我們手裏。我們研究的珊瑚骨骼亦記錄了千禧年代時廢水處理有所改善,揭示若果想讓珊瑚群重返香港水域,就必須繼續致力改善水質。」研究第一作者Duprey博士說。
研究人員還利用了史密森學會(Smithsonian Institution)和耶魯大學皮博迪自然史博物館(Yale Peabody Museum)內收藏,於1800年代全球首批生物多樣性考察研究中,在香港水域收集的珊瑚標本,測量其同位素值作爲對比。珊瑚骨骼顯示了該段時間內氮同位素比出現了重大異常,代表珊瑚用來建造骨骼骨架的氮源已被污染。
是次研究由香港大學生物科學學院副教授David Baker及於太古海洋科學研究所博士後研究員Nicolas Duprey主導,並獲得環境及自然保育基金資助。
論文連結:
NN Duprey, XT Wang, T Kim, JD Cybulski, HB Vonhof, PJ Crutzen, GH Haug, DM Sigman, A Martínez-García, DM Baker (2019) Megacity development and the demise of coastal coral communities: evidence from coral skeleton δ15N records in the Pearl River Estuary. Global Change Biology https://doi.org/10.1111/gcb.14923
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