南海，浩淼辽阔，岛礁星罗，资源丰富，美丽而富饶。为更好地了解南海、认知南海，中科院之声与中国科学院南海海洋研究所联合开设“美丽南海”专栏，解读南海“季风”与日常生活关系，揭密南海“岩石圈”资源形成的万年印记，打开南海“生物多样性”相互作用的神奇之门，在知识的海洋快乐遨游。
色彩斑斓的珊瑚礁生态系统常常吸引公众的目光。然而，珊瑚礁的“繁荣”往往与周围水体的极度“贫瘠”形成鲜明的对比，被誉为“海洋沙漠中的绿洲”，这让科学家们着迷不已。
达尔文在1832年至1836年搭乘“贝格尔”号环球考察，惊叹于此，提出了著名的“达尔文悖论”：为什么欣欣向荣的珊瑚礁能够在“贫瘠”的热带海洋中繁荣昌盛？为揭示其中谜团，全球科学家从不同角度进行了大量研究。
近日，中国科学院南海海洋研究所的科研人员归纳总结了珊瑚礁生态系统聚集吸收外部营养、保持并循环利用内部营养、高效输出有机碳的生态功能，提出“珊瑚礁生态泵”概念；指出就像水支持沙漠中的绿洲一样，贫瘠热带海洋中的珊瑚礁生态系统具有多途径补给和高效循环营养物质的功能，以及可观的有机质输入与输出。
该研究不仅为“达尔文悖论”提供了更为系统的科学解释，还为评估认识变动海洋中珊瑚礁生态系统的碳源/汇角色提供了新的理论框架与视角。
自上个世纪60年代初开始，中国科学院南海海洋研究所老一辈科学家对南海北部沿岸至西、中沙群岛的珊瑚种类，珊瑚礁生物群落、生态系统结构及珊瑚礁的形成演化与环境记录等开展了系统研究，积累了大量资料和成果。80年代拓展至南沙群岛综合科学考察研究，发现了珊瑚礁水体高生产力的现象，这同步甚至早于世界同行公开发表的同类发现。
从发现珊瑚礁水体高生产力现象开始，南海海洋所的科学家就一直在研究思索这一现象背后所蕴含的作用机制。黄良民研究员在进行南沙群岛生物生产力研究中，发现珊瑚礁生态系统具有高效利用营养盐和高效光合效率特征，从而提出了“珊瑚礁高效营养生态泵”概念；2001年又明确提出深入开展高效营养生态泵机制研究的具体内容和路径，以期获取充足的实测数据资料，支持对高效营养生态泵机制的理论详释。
新概念阐释了外部营养和有机质可通过多种途径输入聚集到珊瑚礁生态系统，珊瑚礁生态系统高效保持和循环利用营养物质，除了支持本地底栖生物群落高生产力外，还可以辐射支持周围水体浮游生物群落形成较高的生产力和生物量，使之成为有机碳向深海输出的潜在热点区域。
珊瑚礁独特的聚养、涵养机制不仅支持多样的珊瑚礁生物生存繁衍，还辐射影响周围水域，形成高生产力。受珊瑚礁影响的范围可达几十公里。这个范围内具有比外部大洋更丰度的浮游生物，及更高的向深海碳输出的潜力，从而使其成为碳输出封存的热点区域。
珊瑚礁生态泵概念为认识珊瑚礁生态系统功能及其维持机制提供了新的理论框架。研究人员提出了有关珊瑚礁生态泵研究的未来优先方向，指出珊瑚礁及其周围海域组成相互联系的整体景观，应从景观水平探讨评估珊瑚礁系统碳输出能力及其碳源/汇角色。