《Ocean & Coastal Management》：Climate change impacts on coral reefs and emerging resilience pathways: A systematic review
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珊瑚礁生态系统正面临气候变化多重压力，包括变暖、酸化、海平面上升及风暴增强。本文系统综述220篇文献（1996-2025），揭示这些压力导致珊瑚白化、钙化率下降及礁体结构简化，同时威胁相关物种的稳定性。研究强调需全球减碳与本地保护协同推进，推广珊瑚 gardening、保护区等干预措施以增强韧性，否则2050年或损失70%珊瑚礁，威胁海洋生态及经济安全。
西穆尔·布扬博士（Md. Simul Bhuyan）|马鲁阿·詹兹里（Maroua Jenzri）|塔里库尔·伊斯兰博士（Md. Tarikul Islam）|迪波恩科·阿迪卡里（Diponkor Adikari）|米纳鲁尔·霍克博士（Md. Minarul Hoque）
孟加拉国海洋研究所，科克斯巴扎尔，4730，孟加拉国
摘要
珊瑚礁是受气候变化影响最严重的生态系统之一，但它们同时也支持全球的生物多样性、海岸稳定、渔业和旅游业。本综述采用基于PRISMA协议的结构化叙述性文献回顾方法，整合了1996年至2025年间220篇经过同行评审的文章中的证据，探讨了海水变暖、海洋酸化、海平面上升和更强风暴如何改变珊瑚的生态、结构和生态系统功能。研究结果表明，热应力增加是导致大规模白化和死亡的主要因素，这种现象发生的频率更高，影响范围也更广；而持续的酸化作用则导致珊瑚的钙化能力下降、骨骼密度减少以及珊瑚幼虫的存活率降低。海平面上升和风暴造成的破坏加速了珊瑚栖息地的丧失，使珊瑚礁变得不那么复杂，相关物种的群落也更加不稳定。尽管形势严峻，但新的干预措施如珊瑚花园建设、珊瑚幼虫培育、辅助进化、海洋保护区和社区主导的共同管理显示出在应对未来气候变化方面的潜力。综述强调了立即减少全球碳排放的必要性，并需要在地方层面制定个性化的保护和恢复策略。如果不采取强有力的行动，珊瑚礁可能无法长期存在，它们所提供的经济安全也将受到威胁。
引言
珊瑚礁是地球上最多样化和生产力最高的生态系统之一（Bhuyan等人，2025年；Morais等人，2025年；Susmaa等人，2024年）。尽管它们仅占海洋表面的很小一部分，却支撑着极高的海洋生物多样性，并提供重要的生态系统服务，包括海岸保护、渔业、旅游业和文化价值（Burke和Spalding，2022年）。这些服务维系着全球数百万人的生计和粮食安全，使珊瑚礁成为具有生态和社会经济重要性的系统（Woodhead等人，2019年；Cruz-Trinidad等人，2014年；Baer等人，2025年）。
近几十年来，由于全球气候变化和当地人类活动的共同影响，珊瑚礁生态系统经历了快速而广泛的退化（Harvey等人，2018年；Mollica等人，2018年）。过度捕捞、污染和沿海开发等人为压力进一步加剧了与气候相关的压力，降低了水质，削弱了珊瑚礁的结构，并限制了其恢复能力（Mwadzombo等人，2024a，2024b；Majumdar等人，2019年；Hilmi等人，2019年）。虽然局部压力因素往往决定了特定地点的脆弱性，但气候变化日益成为区域和全球范围内影响珊瑚礁状况的主要驱动因素（Bongaerts等人，2011年；Ahmed和Tamim，2025年；Santojanni等人，2023年）。
本综述重点关注文献中一致指出的四种关键气候压力因素，这些因素被认为是影响珊瑚礁生态系统的主要驱动力：海洋变暖、海洋酸化、海平面上升和风暴加剧。选择这些因素是因为它们在全球范围内普遍存在，作用于多个空间和时间尺度，并直接影响珊瑚的生理、结构、生物多样性和生态系统功能。海洋变暖是导致大规模珊瑚白化和死亡的主要原因（Rawat等人，2024年；Titlyanov和Titlyanova，2020年；Klein等人，2024年；Zeng等人，2025年；Kubicek等人，2019年），而海洋酸化则降低了珊瑚的钙化速率并削弱了骨骼的完整性（Hoegh-Guldberg等人，2017a；Chen和Huang，2025年；Hurd等人，2019年；Lerman等人，2011年；Allemand和Osborn，2019年；Dove等人，2020年）。海平面上升改变了光照条件和栖息地配置，尤其是在浅水区和潮间带（Thorner等人，2014年；Willis和Church，2012年；Gregory和Huybrechts，2006年；Shepherd和Wingham，2007年；Garner等人，2018年；Wu等人，2017年；Law和Huang，2023年；Geng等人，2025年），而风暴加剧则直接造成物理损害，加速了生物侵蚀，并降低了珊瑚礁的结构复杂性（Trenberth等人，2007年；Perris等人，2024年；Castro-Sanguino等人，2022年；Neely等人，2022年；Vega Thurber等人，2025年；Carrasco-Pena等人，2020年；Steneck等人，2019年；Bosch等人，2022年；Simmons等人，2021年）。这些压力因素相互作用，共同加剧了珊瑚的脆弱性并限制了其恢复潜力。
尽管面临这些日益严重的威胁，珊瑚礁并不一定会崩溃。越来越多的证据强调了恢复力的重要性，这些恢复力使珊瑚礁能够抵抗干扰，在压力后恢复，或适应环境变化。这些恢复途径包括自然恢复机制，如物种适应、群落重组和热避难所，以及管理和恢复干预措施，包括海洋保护区、珊瑚花园建设、基于珊瑚幼虫的恢复、辅助进化和社区主导的共同管理（Bowden-Kerby，2025年；Good和Bahr，2021年；Mellin等人，2016年；McLeod等人，2022年；Matthews等人，2024年；Hoegh-Guldberg，2009年，2011年；Sebastian等人，2024年；Hafezi等人，2021年；Tseng等人，2015年）。理解这些恢复途径如何与气候压力因素相互作用对于在未来的气候情景下维持珊瑚礁生态系统至关重要。
基于此背景，本综述综合了1996年至2025年间发表的220篇经过同行评审的研究成果，以研究气候变化对珊瑚礁生态系统的全球影响，并评估新兴的恢复途径。具体而言，本综述评估了海洋变暖、海洋酸化、海平面上升和风暴加剧如何影响珊瑚的生理、结构、生物多样性和生态系统服务，同时探讨了增强珊瑚礁恢复力的保护、管理和恢复策略。通过将气候影响与以恢复为导向的解决方案相结合，本综述旨在为加速气候变化背景下的珊瑚礁可持续性研究、保护规划和政策制定提供连贯的框架。
珊瑚属于刺胞动物门（Cnidaria）中的简单海洋无脊椎动物，与海葵和水母有密切关系。构成珊瑚的小个体被称为珊瑚虫（Kraus，2023年；Sheppard等人，2021年）。珊瑚礁是由分泌碳酸钙（CaCO3）的石珊瑚虫群体形成的，这些碳酸钙积累起来形成了珊瑚礁的结构。珊瑚的生长极其缓慢；有些珊瑚每年仅生长3-20毫米。因此，某些珊瑚礁的形成需要数百万年的时间（Martin-Garin和Montaggioni，2023年；Drake等人，2019年）。这些珊瑚礁是重要的海洋生态系统，分布于全球清澈、温暖的热带水域（Wilkinson，1996年）。珊瑚虫具有柔软的圆柱形身体和带有刺细胞的触手，这些刺细胞可以麻痹或杀死小型浮游动物（DeCarlo等人，2017年；Limburg，2009年）。珊瑚礁被称为“海洋雨林”，在温度为22-26°C、盐度为32-38 PSU、光照充足且营养物质含量低的温暖海水中繁茂生长（Susiloningtyas等人，2018年）。珊瑚礁是由CaCO3构成的复杂结构，形成了海底的岩石状地貌。尽管珊瑚礁生态系统仅占海洋表面的0.2%，但它们被认为是生产力最高的生态系统，支持着近25%的海洋物种（Obura等人，2022年）。据估计，热带珊瑚礁的生物多样性包含约83万种物种，占所有已知海洋多细胞物种的32%（Galand等人，2023年）。这种珊瑚多样性在不同国家的分布情况各不相同（图1）（Susiloningtyas等人，2018年；Yamano等人，2014年；Haywood等人，2016年；Manaa等人，2016年；Hilmi等人，2018年；Gil-Agudelo等人，2020年；Chanda，2022年；Henley等人，2024年）。据估计，温水珊瑚礁支持超过300万种物种，尽管它们仅覆盖了海洋表面的0.07%，但主要分布在赤道周围30°纬度范围内的23°C至29°C水域（Spalding和Brown，2015年）。
珊瑚为虫黄藻提供了栖息地，虫黄藻为珊瑚提供氧气并产生有机物质（如碳水化合物和蛋白质），作为珊瑚的营养来源（Muller-Parker等人，2015年）。珊瑚将剩余的有机物质释放到海水中，形成了丰富的海洋生态系统（Sheppard等人，2021年）。此外，珊瑚和珊瑚礁在调节海洋中的二氧化碳水平方面也起着关键作用。此外，它们惊人的美丽使它们成为浮潜者、潜水者和海滩游客的重要资源，凸显了它们的生态和娱乐价值。尽管如此，大约20%的珊瑚礁已经遭到破坏，另有24%的珊瑚礁面临立即崩溃的高风险，还有26%的珊瑚礁因人类活动而面临长期衰退的风险（Nurdjaman等人，2023年）。如果当前趋势持续下去，到2050年，多达70%的珊瑚礁可能会消失，主要是由于破坏性捕鱼和过度开发（Rossi和Peres，2023年；Hoegh-Guldberg，2004年）。珊瑚礁是对气候变化最脆弱的生态系统之一，预测表明在未来的变暖情景下将遭受灾难性损失。政府间气候变化专门委员会（IPCC）预测，如果全球变暖达到工业化前水平的1.5°C，珊瑚礁将减少70-90%；而在2°C的变暖情况下，超过99%的珊瑚礁可能会消失。即使在所谓的“热避难所”区域——环境条件允许珊瑚承受热应力的地方，珊瑚的生存潜力也在下降：目前有84%的珊瑚礁受益于这些避难所，但在1.5°C的变暖情况下，只有0.2%的珊瑚礁能够存活；而在2°C的变暖情况下，没有任何珊瑚礁能够存活（Dixon等人，2022年）。这场危机已经显现，2023-2025年的全球性珊瑚白化事件影响了全球约84%的珊瑚礁生态系统，这是迄今为止记录的最广泛的白化事件（ICRI，2025年）。迫切需要采取行动来保护这些对后代至关重要的生态系统。
研究设计
本综述旨在综合并批判性地分析现有关于气候变化对珊瑚礁生态系统影响的知识。研究采用了结构化的文献回顾方法，整合了生态学和社会经济学研究领域的发现。采用叙述性综合方法来整理和组织与关键气候压力因素（海洋变暖、酸化、海平面上升和风暴加剧）及其对珊瑚礁影响相关的证据
气候变化对珊瑚礁生态系统的全球影响
气候变化对珊瑚礁的影响显著且因地区而异，诸如白化、海洋酸化和结构退化等威胁以多种方式影响珊瑚礁生态系统（表S1、S2和S3）。在讨论了气候变化对珊瑚礁影响的区域差异后，以下部分探讨了主要的环境压力因素，包括海洋变暖、酸化和海平面上升，这些因素共同解释了观察到的地理模式。
结论
珊瑚礁正处于人类世的一个非常关键的阶段，气候变化给它们带来了更大的压力，改变了它们的运作方式、对社会的服务功能以及健康状况。220项研究的数据综合表明了一个明显的趋势：海洋变暖、酸化、海平面上升和风暴加剧导致了反复的大规模白化，减少了珊瑚的钙化能力，改变了群落结构，并损害了珊瑚礁的物理完整性。
作者贡献声明
西穆尔·布扬博士（Md. Simul Bhuyan）：撰写——综述与编辑、初稿撰写、可视化、方法论、数据管理、概念化。马鲁阿·詹兹里（Maroua Jenzri）：撰写——初稿撰写、可视化。塔里库尔·伊斯兰博士（Md. Tarikul Islam）：撰写——综述与编辑。迪波恩科·阿迪卡里（Diponkor Adikari）：撰写——初稿撰写、可视化、方法论。米纳鲁尔·霍克博士（Md. Minarul Hoque）：撰写——综述与编辑、监督、方法论。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。致谢
作者感谢孟加拉国海洋研究所提供的研究设施。作者还衷心感谢来自孟加拉国的自由水下摄影师Sharif Sarwar提供了来自圣马丁岛的珊瑚白化照片。
