对科学家来说，试图预测珊瑚礁对海洋变暖和气候变化的反应，可能是一项艰巨的任务。面对这一挑战，大西洋海洋学与气象实验室（AOML）的科学家们最近发表了一项研究，描述了东太平洋巴拿马湾（Gulf of Panamá）和奇里基湾（Gulf of Chiriquí）动态环境中导致珊瑚礁增生(建立)和生物侵蚀(分解)的生物和过程。
（图源：NOAA，三个研究地点分别位于巴拿马太平洋沿岸的两个海湾。）
那么，珊瑚礁到底是如何形成那些类似柱子、脊和多山型结构的呢? 海洋条件如温度、酸度和水中可用的营养物质，都产生着一定影响和作用，以及那些被称为“生物侵蚀者”的海洋生物为了藻类而侵略珊瑚，并在珊瑚表面制造孔洞(微孔虫)，或在珊瑚内部结构制造孔洞(大孔虫)。虽然这类侵蚀会减少珊瑚礁，但它们也为新珊瑚的形成提供了空间，即通过碳酸钙的沉积，该过程被称为“钙化”（calcification）。
来自AOML的研究生态学家伊恩·伊诺克斯（Ian Enochs），作为该项研究的主要作者，指出：“随着气候变化影响加剧，不仅使栖息地生长减少，同时增加了侵蚀风险，珊瑚礁正在进行两方战斗。这场战斗的赌注很高，珊瑚礁的持久性和它们所提供的生态系统服务都存在着问题，”
科学家们利用石珊瑚（Porites）骨骼（组成珊瑚礁的相同材料）所形成的生物侵蚀增生复制品（bioerosion accretion replicates，BARs）来研究海洋生物和上述过程，这些骨骼被部署在Panamá和Chiriquí海湾的珊瑚礁上。两年后，他们使用计算机断层扫描技术（computed tomography，CT）对沙洲进行扫描，以更好地了解这些珊瑚礁遗址的生物侵蚀和增生情况。
（图源：NOAA；地表水被寒冷的、营养丰富的水所取代，这些水从下面“涌出”，过程为“上升流”。上升的水通常更冷，更酸，所带到海洋表面的营养物质，可能有助于提高生物繁殖能力。）
研究表明，在这两个海湾中，鹦嘴鱼（parrotfish）和海胆（urchins）等食草动物的外部生物侵蚀，是改变珊瑚礁栖息地的主要过程原因，在奇里基湾（Gulf of Chiriquí）观察到的侵蚀和栖息地丧失率更高。这两个海湾环境因素的一个不同之处在于Chiriquí湾有大量的上升流（较深的富含营养的寒冷海水向海面移动），这可能为钙化动物提供了食物来源，同时也加速了宏观环境的变化，导致在沉积物上发育形成结构不稳定的礁体。
海平面上升和气候变化带来的其他压力，给珊瑚礁的生长和适应环境变化带来了不小挑战。珊瑚礁结构、栖息地生物多样性和海洋条件之间的相互作用，会导致各种难以预测的生态系统结果。通过运用综合办法，即研究环境条件对所有栖息地改变的生物的影响，才是理解东太平洋和全球海洋中珊瑚礁持久性发展的关键。
（来源： National Oceanic and Atmospheric Administration）