thumb|right|Imagen satelital de la Gran barrera de coral. La Gran Barrera de Coral es el arrecife de coral más grande del mundo, compuesto por alrededor de tres mil arrecifes individuales y novecientas islas a lo largo de 2600 kilómetros, con un área de 344 400 km². Se encuentra en el Mar de Coral, cerca de la costa de Queensland, al noreste de Australia. Una gran porción del arrecife está bajo protección del Parque Marino de la Gran Barrera de Coral.
Las amenazas medioambientales que sufre la Gran Barrera de Coral son varias: la más predominante es la baja calidad del agua, contaminada por escorrentía con sedimentos, exceso de nutrientes y pesticidas y con fluctuaciones en el nivel de salinidad. Los efectos del cambio climático, como el aumento de la temperatura, las tormentas y el blanqueo de coral también influyen. Otras amenazas son el crecimiento en las poblaciones de acantáster púrpura, la pesca (que modifica la cadena alimenticia) y el transporte marítimo, que puede causar derrames de petróleo o manejo inadecuado de las aguas de lastre, ambos componentes muy dañinos para el arrecife.
Calidad del agua thumb|left|Zona industrial sobre la costa de Gladstone. En 1989, la calidad del agua se identificó por primera vez como una amenaza para la Gran Barrera de Coral. Treinta ríos de gran caudal y cientos de pequeños arroyos conforman la cuenca hidrográfica de la Gran Barrera de Coral, que abarca 423 000 km² de superficie. Queensland tiene numerosos centros urbanos cerca de la costa, como Cairns, Townsville, Mackay, Rockhampton y la ciudad industrial de Gladstone; Cairns y Townsville son las más grandes de estas ciudades, con poblaciones de alrededor de 150 000 habitantes cada una.
Hay muchas variables relacionadas con la calidad del agua que afectan la salud del arrecife de coral, incluyendo la temperatura del mar, la salinidad, los nutrientes, las concentraciones de sedimentos y los pesticidas. Las especies que viven en la zona están adaptadas para tolerar variaciones en la calidad del agua, pero cuando se exceden pueden sufrir graves consecuencias. Las descargas fluviales son la fuente más grande de nutrientes y llevan cargas significativas de contaminación al arrecife durante las inundaciones tropicales; el 90% de los agentes contaminantes provienen de las compañías pesqueras.
Debido a que los seres humanos usan gran parte del agua adyacente a la barrera, aproximadamente setecientos de los tres mil arrecifes se encuentran en una zona de riesgo, ya que la calidad del agua ha disminuido por los sedimentos ácidos naturales, por la escorrentía química proveniente de las empresas costeras y por el desarrollo industrial de la zona y su consiguiente pérdida de los humedales, que son un filtro natural. Estas compañías trabajan en la industria del algodón, del ganado, de la horticultura, del azúcar y de otras actividades similares que necesitan fertilizantes para fabricar sus productos. El fertilizante y los productos que se usan para la cosecha de las cañas de azúcar forman un componente acuoso que se filtra hacia la zona de la Gran Barrera de Coral. El cultivo de caña de azúcar es la principal actividad agricultora en los trópicos húmedos y la cría de ganado lo es en las regiones más secas: ambos son considerados factores significativos que afectan la calidad del agua. El cobre, un contaminante industrial común en las aguas de la barrera, ha sido identificado como un problema para el desarrollo de los pólipos de coral; las inundaciones, por otra parte, atraen grandes niveles de nitrógeno y fósforo a la zona. En febrero de 2007, se detectaron sedimentos dañinos en las regiones más remotas del arrecife después de una alteración poco común en el clima.
La escorrentía es un problema importante en la región del sur de Cairns, ya que recibe más de tres mil milímetros de lluvia al año y los arrecifes de la zona se encuentran a menos de treinta kilómetros de la costa. Los residuos industriales también son peligrosos, ya que se producen por un exceso del pastoreo y del uso de fertilizantes y pesticidas. La contaminación causada por el barro ha aumentado en un 800% y la eutrofización en un 3000% desde que se comenzaron a aplicar prácticas industriales europeas en territorio australiano. Esta contaminación elevó en niveles muy significativos el riesgo del sistema de corales, ya que atrajo olas masivas de coronas de espinas, que contribuyeron a la pérdida del 66% de los corales según unas muestras extraídas en el año 2000.
Se piensa que el mecanismo detrás del exceso de nutrientes que afecta el arrecife se debe al incremento de la competencia por la luz y el oxígeno entre las algas, pero ya que el número de autótrofos es inusualmente bajo, este incremento no modificará el contenido de la barrera y no pasará a estar formada por algas en su totalidad.
Se ha sugerido que la baja calidad del agua por el exceso de nutrientes contribuye a formar enfermedades infecciosas entre los corales; sin embargo, en general se considera que la Gran Barrera de Coral tiene un nivel bajo en lo que respecta a enfermedades en estos animales. La erosión del esqueleto, una enfermedad de los huesos de los corales causada por el protozoo Halofolliculina corallasia, afecta a treinta y un especies de corales de seis familias en el arrecife. El programa de monitoreo a largo plazo ha detectado un aumento en las enfermedades de los corales en el período 1999-2002, aunque discuten el hecho de que estas patologías estén causadas por la contaminación causada por los seres humanos.
Las concentraciones elevadas de nutrientes en un rango limitado de comunidades de coral bajo condiciones extremas pueden causar un colapso. También afectan a los corales porque favorecen el crecimiento de fitoplancton, que a su vez conlleva un aumento en el número de los organismos que se alimentan de estos nutrientes y compiten por el espacio. Las cantidades excesivas de sedimentos provenientes de la tierra firme pueden causar la destrucción del arrecife enterrando individuos, imposibilitando su reproducción o deshaciendo las comunidades; los sedimentos los afectan con sus partículas, que disminuyen la luz y potencialmente reducen la fotosíntesis y el crecimiento del alimento de los corales. Por otro lado, la salinidad de las aguas que favorecen el crecimiento de arrecifes varía entre 25 y 42%; este margen puede aumentar si hay un exceso de inundaciones.
Los gobiernos de Australia y de Queensland se han comprometido a proteger el arrecife, y crearon programas encargados de controlar la calidad del agua. Sin embargo, el Fondo Mundial para la Naturaleza ha criticado este progreso por ser lento, ya que hay por lo menos setecientos arrecifes en peligro por la escorrentía proveniente de las fábricas.
Cambio climático thumb|right|La temperatura del mar y el blanqueo en la Gran barrera de coral. Una de las amenazas más grandes para la Gran barrera de coral y los ecosistemas de otros arrecifes tropicales del planeta es el cambio climático, liderado por el calentamiento global y por el efecto de El Niño. Varios de los corales de la barrera viven en la actualidad en el máximo nivel de temperatura que pueden soportar, como lo demuestran los blanqueos masivos de los veranos de 1998, 2002 y 2006. En febrero de 2007, la amenaza del blanqueo masivo de corales se determinó como "baja" debido a un cambio en los vientos que trajo el monzón, aunque sí se encontraron varios corales blanqueados.
Como se demostró en 1998, 2002 y 2006, los corales expulsan zooxanthellae (que satisfacen el 90% de la necesidad energética del coral) y pierden su color, revelando sus esqueletos de carbonato de calcio, cuando la temperatura del agua aumenta demasiado. En esta etapa el coral aún está vivo, y si el agua se enfría puede recuperar su zooxanthellae; si esto no sucede, en un mes el coral morirá de hambre. Australia tuvo un récord de calor en 2005, que elevó de manera alarmante la temperatura marítima y causó blanqueamientos masivos en el grupo de la Isla Gran Keppel.
La mayoría de los científicos que estudian la problemática opinan que el cambio climático es una amenaza masiva para el futuro de la Gran barrera de coral. Un informe del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático de las Naciones Unidas, formado por los principales expertos en clima del mundo, afirma que la barrera se encuentra en un grave peligro y que para 2030 estará prácticamente extinta, y advierte que el blanqueo de corales ocurrirá todos los años.The Daily Telegraph - 30 de enero de 2007 - versión en línea
Sin embargo, algunos científicos piensan que el blanqueo de corales no es un problema tan grave como se cree. El profesor Ridd, de la Universidad James Cook en Townsville, fue citado en el periódico conservador The Australian diciendo: "Dicen que el blanqueo es el fin del mundo, pero cuando lo analizas, es una propuesta muy dudosa". Las investigaciones efectuadas por el científico Ray Berkelmans "...han documentado niveles sorprendentes de recuperación en los especímenes de Keppel, devastados por el blanqueo en 2006". Un artículo relacionado en el mismo periódico lo explica, diciendo que "aquellos que expulsan su zooxanthellae tienen una ligera oportunidad de reemplazarlos con nuevas algas, resistentes a la temperatura, antes de morir. En las islas Keppel, en 2006, Berkelmans y su equipo notaron que la corriente dominante de zooxanthellae cambió del tipo C2, poco resistente a la luz y al calor, a los tipos D y C1, mucho más robustos".
No obstante, la mayoría de los expertos aseguran que el cambio climático ya está teniendo efectos muy negativos sobre el arrecife, y que en el futuro serán mucho peores. El futuro de la barrera dependerá de cómo cambie el clima mundial y de cuánto puedan ascender los gases de invernadero presentes en la atmósfera. El 2 de septiembre de 2009, la mayor autoridad ecológica de Australia reveló que si los niveles de dióxido de carbono llegan a 450 partes por millón los corales y los arrecifes serán extremadamente vulnerables. Si el nivel se mantiene en 380 partes por millón o menos, entonces los corales serán moderadamente vulnerables y seguirán siendo mayoría en los arrecifes.
El calentamiento global puede iniciado el colapso de los sistemas de arrecifes en los trópicos. Se cree que las temperaturas globales en ascenso causaron tormentas tropicales, pero los arrecifes son fuertes por naturaleza y pueden recuperarse de los daños causados por las tormentas. La mayoría de los expertos están de acuerdo con la teoría de que si la temperatura continúa aumentando, el aumento de blanqueo de coral será directamente proporcional; otros sugieren que mientras que los corales morirán en algunas zonas, otras se volverán habitables para ellos, y se formarán nuevos arrecifes. Sin embargo, se estima que los blanqueos masivos ocurrirán mucho más rápido que lo que tardarán los corales en recuperarse o adaptarse.
Sin embargo, Kleypas et al. sugiere en su informe de 2006 que la tendencia hacia la acidificación del océano indica que a medida que vaya disminuyendo el pH del mar, los corales producirán menos carbonato de calcio. En 2009, un estudio demostró que los corales Porites, los más robustos de la Gran barrera de coral, han reducido su crecimiento en un 14,2% desde 1990. Se ha sugerido que la causa podría ser una mala respuesta al calor y la poca capacidad de los corales para disolver el calcio.Declining Coral Calcification on the Great Barrier Reef. Science Magazine. 2 de enero de 2009. Consultado el 17 de febrero de 2012.