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水質
水質問題於1989年首次被列為大堡礁的威脅因素。大堡礁的集水區由三個主要河流和成百上千條小溪流組成，占地面積423000平方千米（約163000平方英里）。昆士蘭州沿岸有幾個主要的中心城市，包括凱恩斯、湯斯維爾、麥凱、羅克漢普頓以及工業城市格拉德斯通。凱恩斯和湯斯維爾是其中兩個最大的沿海城市，各大約擁有15萬人口。
影響珊瑚礁健康的主要水質變數有水溫、鹽濃度、營養含量，懸浮泥沙濃度和農藥濃度。在大堡礁區域存活的生物能夠適應其水質的變化，然而一旦這種變化超過臨界閾值，就會對這些生物造成不利影響。河排放物是最大的營養素的來源，在熱帶洪水爆發時會對礁石造成極大的污染，這種污染90%來自農場。
大堡礁附近的集水區的水被人類用於各種用途，3000座礁石中大約700座成了危險區。由於自然酸性物沉積和耕作化學物質的排放，以及海岸線發展和作為自然過濾器的沿海濕地流失，這些區域的水質已經嚴重下降。集水區的工業包括大約262平方千米的棉花種植；合計158平方千米的340個奶牛場，平均每個占地2平方千米；288平方千米的放牧場；大約8000平方千米的園藝種植區，包括香蕉種植、甘蔗種植以及穀物種植；1200平方千米的小麥種植區；6000到7000平方千米的大麥種植區以及高粱和玉米種植區。在棉花、奶製品、牛肉生產，園藝業和製糖業中使用肥料對於保證產量和收益是至關重要的。然而，化肥和甘蔗收穫方式的副產品構成了大堡礁潟湖地表徑流的成分。潮濕熱帶地區的甘蔗種植業和乾燥熱帶地區的放牧業是首要的農業生產活動，二者都是影響水質的重要因素。在大堡礁水域中常見的工業污染物銅已被證明干擾了珊瑚蟲的發育，而洪水泛濫則與水中氮和磷的含量升高有關。據觀察，在2007年2月，由於受季風氣候的影響，大量的泥沙徑流已經達到礁石的最外層區域。
雨水徑流對凱恩斯南部地區的影響最大，這裡的年降水量達3000毫米，而珊瑚礁距離海岸不到30公里。過度放牧、過量使用化肥與農藥讓農業徑流受到了污染。自從澳大利亞引進了歐洲的農耕模式，農田土壤的污染程度升高了800%，無機氮污染程度升高了3000%。環境的污染對珊瑚系統的破壞是一系列的，比如，棘冠海星呈爆發式的密集繁殖。依據2000年的珊瑚樣本顯示，減少的珊瑚中有66%是這種以珊瑚蟲為食的動物造成的。
有人認為，珊瑚之所以受到了營養物質過剩的影響，背後的原因是海藻導致了光照和氧氣競爭的加劇。除非植食生物出現異常性減少，大堡礁的珊瑚被海藻所替代的情況就不可能出現。
水體中營養物質濃度的提升會對珊瑚群落產生一系列的影響，這種極端的環境有可能讓珊瑚消亡。這一情況還會加速浮游植物的生長，從而使濾食性生物的數量增多，讓珊瑚的生存空間面臨威脅。來自陸地的過量的沉積物將珊瑚覆蓋，干擾了珊瑚再生的進程，也破壞了群落間的互相交換。珊瑚被沉積物顆粒覆蓋後，降低了光的吸收率和可利用率，影響了珊瑚進行光合作用，珊瑚的生長受到了抑制。適宜珊瑚礁生長的海水鹽度為25%～42%。鹽度變化對珊瑚的影響越來越大，這還和其他某些因素的泛濫有關。
澳大利亞和昆士蘭政府共同負責珊瑚礁的保護工作，水質監測計畫也已到位。然而，世界野生動物基金會還是指責政府行動緩慢。他們表示，已有差不多700處珊瑚礁因為沉積物徑流的問題受到了嚴重威脅。
氣候變化
大多數人認為，對於大堡礁以及其他熱帶珊瑚礁系來說，最大的威脅莫過於氣候變化，主要是全球變暖及厄爾尼諾效應。1998年、2002年與2006年夏天，大堡礁的珊瑚白化事件表明了，目前很多珊瑚在所能承受的最高溫度下生存。2007年2月，當前的珊瑚褪色被認為威脅“小”，是因為考慮了季風氣候系統的的因素，儘管發現珊瑚白化的地方處於監測之中。
正如1998年、2002年與2006年表明的那樣，珊瑚將光合作用產生的共生藻（提供百分之九十能量需求）從體內驅逐出去，顏色變淡，在水壓之下顯現出碳酸鈣的白色骨骼，水溫使其無法持久生存。在這個階段，珊瑚仍是活的，如果水溫下降，珊瑚可以重新獲得共生藻；如果約一個月內水溫未下降，珊瑚將死於食物短缺(此處已修改)。2005年是澳大利亞史上氣溫最高的一年，2005與2006年夏天異常的高溫導致了凱珀爾島群的珊瑚大量白化。聯合國政府間氣候變化小組的一份報告草案稱，大堡礁處於嚴重的危險之中，將在2030年“頻臨滅絕”，提醒珊瑚白化很有可能每年都會發生。
然而還有另一種觀點，認為珊瑚白化問題並不如先前擔心的那樣嚴重(此處已修改)。《澳洲人》報紙引用詹姆斯庫克大學里德（Ridd）教授的話：“人們認為珊瑚白化意味著世界末日，但是當你深究進去，會發現這是一個有爭議的命題。”“當什麼問題和鈣化問題聯繫在一起，你就有些受狼來了這個故事的影響……他們總是喚著狼來了”科學家Ray Berkelmans的研究“表明了2006年凱珀爾島遭白化毀壞的露頭，已得到驚人的恢復。”《澳洲人》一篇相關文章對此進行了解釋：“那些驅逐出共生藻的珊瑚，在死亡之前還有很小的可能性與新的耐熱海藻共同生存。2006年，Berkelmans與他的小隊在凱珀爾島上發現，共生藻的主要類型由原先輕而熱敏的C2型變為更加穩健的D型和C1型。”
2009年9月2日，澳大利亞大堡礁海洋公園當局出具的一份報告顯示，若二氧化碳濃度達到450ppm，珊瑚礁的生存環境將高度惡化；若二氧化碳濃度能控制在380ppm以下，則惡化程度是可接受的，礁石將仍保持以珊瑚為主體。
全球變暖可能已經引發了整個熱帶的礁石生態系統的瓦解。有人認為全球溫度上升會導致更猛烈的熱帶風暴，但礁石系統具有自然彈性，可以在受到風暴重創之後復原。大多數人都認為氣溫的持續上升將導致更多的珊瑚白化現象。也有其他一些人指出，雖然某些區域內的珊瑚礁會死亡，但其他一些區域會變得適宜珊瑚生存，從而形成新的珊瑚礁。然而，大規模白化現象發生的頻率，預計將遠遠超過珊瑚礁復原或調整適應的速度。
不過，Kleypas等人在一份2006年的報告中提出，海水的酸化趨勢顯示，隨著海水的PH值下降，珊瑚製造碳酸鈣的能力將會降低。2009年的一項研究顯示，自1990年以來，濱珊瑚（大堡礁上最強健的珊瑚）的生長速度已減緩了14.2%。該項研究認為其原因是熱應力以及珊瑚生長所需的鈣離子的有效性降低。
氣候變化和全球變暖是對珊瑚礁的最大的兩個威脅。氣溫升高2到3攝氏度將可能會造成每年97%的大堡礁遭到白化。珊瑚礁科學家泰利·東做出的預測，全球氣溫提升1攝氏度的話將會造成82%的珊瑚遭漂白，2攝氏度的話則是97%，提高3攝氏度將導致珊瑚全部遭到毀壞。一個基於1998年和2002年遭漂白事件的預測(理論)模型也贊成這一預測。
氣候變化也影響著大堡礁上的其它生命形式，比如，某些魚種需要在特定的水溫里生活，這些魚不得已要去尋找新的棲息地導致它們尋求新的棲息地，因而造成以捕食這種魚類的海鳥的雛鳥死亡。同樣，在海龜群體裡，由於海龜的性別是由溫度決定的，更高的溫度意味著它們群體的性別比率也將發生變化，海龜的棲息地也會縮小。
熱帶氣旋
2006年3月19日，熱帶氣旋“拉里”侵襲大堡礁
熱帶氣旋會干擾大堡礁的生態環境。它們所產生的危害是各種各樣的，包括珊瑚破碎，沉積物羽流以及暴雨帶來的海水鹽分含量減少（例如熱帶氣旋“喬伊”）。珊瑚礁被氣旋破壞後就像一塊塊“補丁”。大多數的熱帶氣旋會在一天之內掃過大堡礁。通常來講，緊湊型珊瑚，比如濱珊瑚，比分支型珊瑚更能抵禦氣旋的侵襲。和之前的熱帶氣旋大體相同，氣旋“拉里”主要對珊瑚礁的基礎結構產生危害，使珊瑚斷裂或移位。每過200年到三百年，昆士蘭海岸會遭受一次嚴重的熱帶氣旋襲擊。然而，在1969年到1999年期間，該區域的大部分氣旋都很弱。在澳大利亞氣象局的觀測版圖上，它們都只達到一級或二級。
過度捕撈
人類對基石物種（Keystone species）——如大法螺和鯊魚——不可持續的過度捕撈，會破壞珊瑚礁相關的重要食物鏈。捕魚活動也對珊瑚礁造成了影響：捕魚加大了來自船舶的污染，在用拖網、錨、漁網捕撈時也會捕到一些副漁獲物（如海豚和海龜）造成對珊瑚礁棲息地的破壞。對草食動物的過度捕撈會導致藻類在珊瑚礁上肆意生長 ——通過過度捕撈模擬研究，人們發現紅邊蝙蝠魚可使藻類明顯減少。人類會為了獲得鯊魚肉而捕撈鯊魚，或者僅將它們作為副漁獲物的一部分。通常，他們會將鯊魚殺死然後扔入大海，因為有人認為鯊魚會給捕撈帶來麻煩。截至2004年7月1日，已有大約三分之一的大堡礁海洋公園納入保護區，禁止任何未經書面許可的物種清除活動，包括捕魚在內。然而，在這些禁止捕獵區，非法偷捕行為仍然存在。
棘冠海星
棘冠海星是一種以珊瑚為食的肉食動物。它們附著在珊瑚礁上，將胃部擠壓出體外，覆蓋住珊瑚蟲，然後釋放出消化酶將已被液化的珊瑚蟲吸食殆盡。一隻成年的棘冠海星可在一年內吞食掉6平方米的活珊瑚。有地質證據表明，棘冠海星已經在大堡礁存在了“至少數千年”，早已成為大堡礁生態系統的一部分。但還沒有棘冠海星爆發式增長的相關地質證據。這些海星大量爆發式增長會導致珊瑚礁的毀壞。2000年的一次“海星爆發”，使CRC珊瑚礁研究中心在研究中損失了覆蓋在其樣本珊瑚礁上的66%的活珊瑚。儘管棘冠海星的大爆發被認為是自然循環的正常現象，但大堡礁及其周邊的人類活動卻會使這種現象惡化。農業造成的水質惡化會使棘冠海星幼蟲大量繁殖。人類過度捕撈棘冠海星的天敵——大法螺，也是棘冠海星數量暴增的原因之一。根據CRC珊瑚礁研究中心的定義，如果每公頃範圍內的成年海星超過30隻，即為“海星爆發”。
海運
運輸事故也是一個緊迫的問題，因為有幾條商業航運路線都經過大堡礁。大堡礁海洋公園管理局（Great Barrier Reef Marine Park Authority，GBRMPA）估計大約6000艘長度在50米（164英尺）以上的大船會經過大堡礁這條路線。從1985年到2001年，有11起船隻相撞事故和20起船隻擱淺在大堡礁內航線事故。人為失誤是造成運輸事故的主要原因。
儘管通過大堡礁的航線不容易，但是暗礁領航員認為，萬一船出現機器故障在暗礁外圍是比較安全的，因為這樣船在修理時可以保持比較平穩的狀態。75%的船利用大堡礁這條航線作為內航線。在外圍，海風和波浪起伏將會把船推向暗礁，水的深度可以使船碰到暗礁，所以拋錨是不可能的。奮進號因無風停航，又被起伏的波浪推向暗礁，庫克船長幾乎因此有麻煩。直到大堡礁80米（262英尺）以內的範圍，220米（722英尺）的海岸線，水深到觸不到底（無法放錨），在大堡礁水域已知有1600隻失事船隻。
廢棄物和外來物種排放到來自船里的壓艙水（當沒有按照淨化程式來時），這對大堡礁來說是一種生物危害。在一些船體的防污塗料中發現了三丁基錫（Tributyltin，TBT）合成物，還濾入海水中，這些物質對海洋生物和人類都是有毒的，努力嚴格控制這些合成物的使用。
石油
1923年，一份研究報告指出，大堡礁的岩層結構適合蘊藏豐富的油田。於是人們猜測，在大堡礁下面可能有一個石油圈閉。1957年通過的《大英國協石油搜尋補貼法案》使得昆士蘭州的石油勘探活動不斷增加，其中包括1959年在大堡礁南部的沉船島上開鑽的油井。二十世紀60年代，人們開始在托雷斯海峽，沿約克角半島東部到夏洛克公主灣，從庫克頓海岸到弗雷澤島，用地震儀器定向和磁偏角的方法來探測大堡礁可能存在的石油和天然氣。60年代末期，摩羯海峽的沉船島以及托雷斯海峽的達恩利島附近，新建了更多的勘探油井，但仍然一無所獲。
在1970年，為了防止出現類似托里坎榮號石油泄漏的事件，兩個皇家專門調查委員會介入了大堡礁地區的石油勘探和開採工作。在調查委員會工作結束後，聯邦政府和州政府禁止在大堡礁進行石油鑽采。1990年，一份研究報告指出，大堡礁還很“年輕”，不可能蘊藏著石油儲備。儘管依然有效的石油禁采令使得大堡礁地區的生態安全有所保障，但因航運引起的石油泄漏仍威脅著大堡礁的生態系統。從1987年到2002年，總共就有282起石油泄漏事件。
