重建“水下花园”

正人们的印象中,珊瑚礁生态系统一直是五彩缤纷、鱼虾潜游的样貌。但是,近年来由于环境变化及人为因素的影响,全球的珊瑚礁均出现了严重的白化及死亡现象。在这种形势下,珊瑚的种植及修复工作被科学家提上了日程。那么,重建"海底花园"的工作该如何做呢?白色,到处都是白色,入眼满是白色的珊瑚,使水下珊瑚礁区宛如白骨累累的坟场,这就是纪录片《追逐珊瑚》中最令人震撼和痛心的一个镜头。原来,人们印象中色彩艳丽、充满生机、宛若"水下花园"的珊瑚礁也会这样满目苍白、死气沉沉,而这一幕只不过为我们揭开了珊瑚礁所面临危机的冰山一角。     

珊瑚礁面临危机

珊瑚礁仅占海洋面积的0．2％,但在上面却生活着占海洋生物物种总数1／4的种类。如今,珊瑚礁遇到了前所未有的危机。导致危机的原因多种多样,海水温度上升使珊瑚发生白化,鬼海星引起的虫害在最近几年尤为突出。2008年是以保护珊瑚礁为目的的“国际珊瑚礁年”。究竟什么是珊瑚？本文将说明为什么珊瑚礁孕育了丰富的生态系统,以及珊瑚礁所面临的危机。     

世界珊瑚礁现状和威胁研究进展

鉴于珊瑚礁巨大的价值和面临全球气候变化严峻的威胁,珊瑚礁退化和发展前景一直是珊瑚礁研究的最中心议题。人类活动和气候变化已经导致珊瑚礁全球性衰退损失40%~50%。1998年全球珊瑚礁严重白化和2015—2017年延时最长全球珊瑚礁白化事件,一再证实全球变暖已经成为珊瑚礁可持续发展的主要威胁,现在扭转导致海洋水温升高的全球变暖的趋势是保护珊瑚礁的唯一希望。由科学家和慈善机构发起的2011年XL Catlin海景调查和2017年50礁倡议成为珊瑚礁管理保护的创新举措。但仍然需要更多的人认识珊瑚礁,热爱珊瑚礁,研究珊瑚礁,保护珊瑚礁。     

黄岩岛潟湖珊瑚的共生虫黄藻密度及其生态意义

珊瑚共生虫黄藻密度是指示珊瑚白化、健康状况的关键指标。本文根据2015年5月对南海黄岩岛珊瑚礁的生态调查和样品采集,在潟湖内识别出5科10属20种珊瑚,对20种共36个珊瑚样品的共生虫黄藻密度分析得出:黄岩岛潟湖内珊瑚的平均共生虫黄藻密度为(2.36±1.20)×10~6 cells/cm~2,变化于(0.86～4.24)×10~6 cells/cm~2,具有显著的种间差异,即枝状珊瑚的共生虫黄藻密度(1.42±0.39)×10~6 cells/cm~2,远低于块状珊瑚(2.90±0.87)×10~6 cells/cm~2;黄岩岛潟湖内珊瑚的共生虫黄藻密度显著高于南海其他珊瑚礁区,如南海南部的南沙群岛、南海北部的三亚湾等,表明相比于南海其他珊瑚礁区,黄岩岛潟湖内的珊瑚处于相对健康状况。但2015年的异常高温导致了全球主要的珊瑚礁区大面积的珊瑚白化,黄岩岛也出现高SST异常,结合NOAA卫星的热区图(Hotspot)和周热度指数(DHW)及现场调查的结果,本文推测2015年的高温并没有导致黄岩岛潟湖内的珊瑚发生白化。这是我国首次报道关于黄岩岛的珊瑚共生虫黄藻的密度,为全面评估南海珊瑚的健康状况提供了重要依据。     

珍爱海南美丽的珊瑚礁

正珊瑚礁绚丽多彩、物种多样,被人们誉为美丽的"海底花园"。我国的珊瑚礁主要分布于南海海域,然而,如此炫丽的珊瑚礁正面临热白化与水质污染等众多环境问题。珊瑚礁是以造礁石珊瑚的骨架为主,由其他钙化生物产生的碳酸钙不断累积而成的。目前,人们能够见到的珊瑚礁多见于温暖清澈的热带海域,即以赤道为中心、南北纬约30°之间的热带和亚热带浅海区。全球的造礁石珊瑚主要分布在印度洋-太平洋和大西洋-加勒比海这两大区系中,分别约占全球珊瑚礁总面积的90%和7.6%,其中东南亚约占32.3%,太平洋(包括澳大利亚)约占40.8%。     

西沙群岛珊瑚碎屑砂承载力特性试验研究

西沙群岛表面广泛分布的珊瑚碎屑砂有着独特的工程力学性质,按现行的规范和地区资料均无法确定其承载力参数.在此背景下,选择西沙群岛中的5个岛礁作为试验场地,探讨试验方案.通过平板载荷试验、标准贯入试验、重型动力触探试验,取得珊瑚礁岩土的相关试验数据,利用最小二乘法建立珊瑚碎屑砂地基承载力特征值fak与标准贯入试验锤击数N、地基承载力特征值fak与修正后的重型动力触探锤击数N63.5之间的相关关系,为确定西沙群岛珊瑚碎屑砂的承载力特性提供基础资料.     

海洋物理化学因素对造礁珊瑚生长的影响

通过对现有资料的分析,研究了环境单因子改变对造礁珊瑚的影响.珊瑚礁发育受海平面控制,形成与海平面动荡相适应的功能骨架.大气CO2浓度升高易引起海水CO23-浓度下降,降低CaCO3各种矿物(文石、方解石等)饱和度,减缓造礁珊瑚石灰化过程,对珊瑚礁生态系统赖以生存的海洋环境构成严重威胁.文石海的高x(Mg)/x(Ca)值不利于古代低镁方解石质四射珊瑚的生长,而对现代文石质的六射珊瑚有利.富营养化水体易诱发共生藻游离出珊瑚宿主,造成珊瑚白化甚至死亡.     

美丽的珊瑚礁，幸福的海底家园

正珊瑚礁常见于赤道两侧,即南、北纬30°之间的热带和亚热带海域。全球的造礁石珊瑚主要分布在印度洋-太平洋和大西洋-加勒比海两大区系中,分别约占全球珊瑚礁总面积的90%和7.6%。我国的珊瑚已记录有763种,约占全球总种数的30%。珊瑚礁为众多海洋生物提供了丰富多彩的栖息地、索饵场、产卵场和繁殖场,是热带海洋生物的幸福家园,被称为海洋中的"热带雨林"。     

珊瑚的“敌”和“友”——长棘海星与法螺

正珊瑚礁生态系统是地球上生物多样性最丰富、生物量最大的生态系统,其中生活着众多海洋生物。作为珊瑚的自然天敌,长棘海星捕食珊瑚的行为对珊瑚造成了非常严重的影响;而法螺可捕食长棘海星,可保护面临危机的珊瑚。珊瑚从广义上讲是珊瑚虫及其分泌的碳酸钙骨骼的组合体,狭义上讲就是珊瑚虫,是刺胞动物门珊瑚虫纲的一类动物。珊瑚的碳酸钙骨骼不断堆积形成了珊瑚礁,由于颜色多样、形状各异,使珊瑚礁呈现出五彩斑斓、摇曳多变的姿态,把海底营造得美轮美奂,有海洋中的"热带雨林"     

涠洲岛珊瑚礁特点、演变及保护与修复对策的思考

涠洲岛珊瑚礁最早形成于约7 000年前的末次海侵,是中国大陆沿海成礁珊瑚分布最北缘的典型边缘珊瑚礁（Marginal Coral Reefs）,与区域内其他珊瑚礁缺少生态关联,其特征不同于热带珊瑚礁,即块状珊瑚占优势。20多年来,涠洲岛珊瑚礁持续退化,枝状珊瑚大量死亡,石珊瑚盖度急剧降低,反映珊瑚礁良好状况的指标生物如鹦嘴鱼、蝴蝶鱼等的数量大幅减少。近10年来,珊瑚虽未出现异常死亡现象,但珊瑚自然修复不明显,表明珊瑚补充不足。功能性植食性鱼类的缺乏,显示珊瑚礁恢复力不足。涠洲岛珊瑚礁国家级海洋公园的建立,体现了保护涠洲岛珊瑚礁的政治意愿。只有恢复鹦嘴鱼等功能性植食性鱼类的数量,才能恢复和增强珊瑚礁固有恢复力,进而促进涠洲岛珊瑚礁的自然恢复。人为修复可采取移植珊瑚断枝的方式,并以实现生态、经济和社会增益为目标,构建能应对人为干预且能持续演化的珊瑚礁。     

热带岛礁型海洋牧场中珊瑚礁生境与资源的修复

我国南海的离岸岛礁以珊瑚礁生境为主。珊瑚礁在提升海洋生态资源和维护我国海洋国土权益上发挥了至关重要的作用。近年来,在全球气候变化以及人类活动的影响下,南海珊瑚礁生境和资源严重退化,威胁着渔业资源、海洋环境以及国土安全。现代化的海洋牧场被认为是实现南海资源可持续发展战略的新型海洋生物资源开发模式。珊瑚礁生境与资源的修复则是热带岛礁型海洋牧场建设的基础和关键。基于此,本文整理了珊瑚礁生境与资源修复的技术方法,详细介绍了珊瑚礁生境构建框架生物造礁石珊瑚的有性繁殖、断枝培育、底播移植等技术方法以及珊瑚礁其他特色生物资源人工放流技术,并提出了在珊瑚礁生境与资源修复中所面临的问题及相应对策。     

渔业扩张与珊瑚礁白化之间的关联性分析——以南海珊瑚礁为例

南海位于印度-太平洋中部,是我国重要领海.近年来,同世界范围内其他大型海洋生态系统一样,南海珊瑚礁也正面临着大规模白化这一问题的困扰,而以渔业为中心的人为海上经济活动所造成的诸多不利影响及其规模的不断变化则成为环境变化因素以外的重要白化诱发因素之一.在分析了南海大型海洋生态区数十年的海捕相关数据并利用MTI(RMTI)分析后发现,珊瑚礁鱼类的捕捞量明显呈现逐年上升的趋势,而被捕获珊瑚礁鱼类体长却明显逐年下降,同时MTI(RMTI)也呈下降态势,这在一定程度上说明渔业扩张会对珊瑚礁白化造成影响.     

岌岌可危的珊瑚礁

随着人类经济活动范围与规模的日益扩大,海中瑰宝——珊瑚礁正迅速减少。对珊瑚礁来说,最危险的莫过于沉积物,因为人们在沿海山地上砍伐森林、修建道路,导致大量泥沙岩石堆积到沿海水中,不仅影响珊瑚体内共生藻的光合作用,还直接造成珊瑚窒息死亡。日本琉球群岛进行飞机场和港口的建设时将珊瑚礁掩埋,90％的珊瑚礁消失。此外,人类在农业上大量使用化肥,富含氮、磷的污水排入海洋,使沿海及河口三角洲地带的海水呈富营养化,导致多肉藻类和其它水生植物在珊瑚礁上迅速繁殖蔓延,不仅影响珊瑚对光线的吸收,还破坏了与之共生的藻类之间的平衡关系。再者,人们对鱼类滥捕,鱼类迅速减少,     

涠洲岛珊瑚礁健康评估

【目的】科学地判断涠洲岛珊瑚礁的现状,并找出造成目前现状的主要原因,为及时采取有效措施以维持涠洲岛珊瑚礁的健康提供有力依据。【方法】根据历年来有关涠洲岛珊瑚礁生长、演变、环境变化与社会发展的研究成果和最新的调查研究资料,采用HRHPI的指标体系法,从生态结构、生态功能、压力及社会经济等几个特征属性对珊瑚礁健康进行评估。【结果】涠洲岛的自然环境仍适合石珊瑚的生存,石珊瑚的种类丰度仍正常;珊瑚礁的覆盖率降低、分布范围缩小、生物多样性下降,尤其在浅海和局部人为影响大的区域,珊瑚死亡率大于补充率。【结论】涠洲岛的珊瑚礁处于衰退中的亚健康状态。过度捕捞、污染、物理损伤（踩踏、抛锚、水下工程等）和大尺度环境变化（如气候异常）等是造成涠洲岛珊瑚礁衰退的主要原因。     

下期预告

正美丽的珊瑚礁是以造礁石珊瑚的骨架为主,经其他钙化生物产生的碳酸钙不断累积而成的,多分布在温暖清澈的热带海域,即以赤道为中心、南北纬约30°之间。造礁石珊瑚、底栖动物、鱼类和大型藻类等生物共同组成了结构复杂、造型美观、色彩鲜艳的珊瑚礁生态系统。近年来,由于地球环境变化以及人类活动引起的生态系统失衡、水质污染和生境破坏导致我国珊瑚礁退化严重。面对严峻的现状,我国海洋     

黔南石炭纪珊瑚礁与南海现代珊瑚礁的对比研究

根据沉积环境和珊瑚礁的特征,分别对两种礁体进行了沉积相带的划分和建造过程的对比研究.分析表明:扁平村珊瑚礁中充填了大量的蜓、海百合茎和腕足碎屑等附礁生物组分,而现在珊瑚礁中的充填物大都以珊瑚碎屑为主;两种礁体虽形成于不同的时代,但具有类似的沉积相带分布和礁体形成过程,这与礁群落的盛衰状况密不可分.与晚石炭世的四射珊瑚相比,现代六射珊瑚对环境的适应能力更强,现代珊瑚礁的形成过程也更加曲折.     

珊瑚礁相关病毒的研究进展

珊瑚礁被称为海洋中的“热带雨林”,是海洋生态系统中的核心组成部分之一。珊瑚礁病毒包含珊瑚本身感染的病毒和珊瑚共生生物（如藻类、细菌等）感染的病毒,对于珊瑚礁健康与疾病、生长与死亡起着独特而重要的作用,在维持珊瑚礁生态系统的物质循环和能量流动等生态学功能方面起着潜在作用。由于技术的局限以及关注度较低等原因,有关珊瑚礁病毒的研究较少。近年来,随着高通量测序技术的发展,宏转录组和宏基因组逐渐成为研究珊瑚礁病毒多样性及其生态学功能的重要方法之一。本文对国内外相关研究进行总结和归纳,拟为珊瑚礁病毒后续研究提供新的方向和思路,同时指导我国珊瑚礁的保护以及修复。     

珊瑚警卫——梯形蟹

正在珊瑚礁生态系统中,我们可以欣赏到形态各异的珊瑚和五彩斑斓的鱼类。殊不知,还有一类外形相似、脾气古怪的梯形蟹,它们隐藏在珊瑚丛中,犹如森林中的飞禽走兽,在珊瑚礁中悄无声息地生存,享受着属于它们的精彩生活。梯形蟹,因头胸甲形状酷似梯形而得名,隶属于甲壳纲短尾下目梯形蟹科梯形蟹属(Trapezia)。因其与珊瑚存在紧密的共生关系,故又名珊瑚蟹。但并非所有珊瑚都是它们的家园,梯形蟹仅与杯形珊瑚科(Pocilloporidae)的种类共生。作为最常见的珊瑚礁蟹类,最大的梯形蟹头胸甲的宽度也不足3厘米,因此可以很容易躲入杯形珊瑚的分支间隙和洞穴中,不被敌人发觉,是珊瑚礁中的"隐形"生物。     

涠洲岛珊瑚礁生态环境条件初步研究

分析涠洲岛沿岸与珊瑚礁发育关系密切的水温、水深、光照、波浪、海流、潮汐、pH值、盐度、溶解氧、磷酸盐、基岩基底、珊瑚礁块基底、珊瑚砂砾基底、虫黄藻、褐藻等生态环境条件,探讨这些生态变化条件的变化规律,及其对珊瑚生长、发育的影响。     

海洋卫星微波遥感技术发展现状与展望

 主动式和被动式微波遥感可以得到大量的地球物理参数和上层海洋信息,包括海表温度、海面矢量风、海面高度、海表盐度、海冰等。微波遥感可以穿透云层,全天候不间断观测海况信息。中国计划2011年发射运行的“海洋”2号（HY-2A）卫星有效载荷为3个微波遥感器,主要用来观测海面矢量风、海表温度和海面高度。HY-2A卫星将有效提高全球海洋卫星观测在时间和空间上的采样频率。本文介绍了与HY-2A卫星相关的海洋微波遥感技术现状,对微波遥感的优势和目前业务化运行的海洋微波卫星的局限性进行分析,总结了微波遥感的新技术进展和全球下一代微波遥感卫星的发射计划,最后指出发展中国立体海洋监测和中国“海洋”3号（HY-3）卫星（其主载荷为C频段多极化合成孔径雷达）对于更深入了解大洋和海岸带的必要性。