不同pH值下的珊瑚养殖实验

建立了一种科研用室内珊瑚养殖中新生长珊瑚培植方法,解决了养殖珊瑚中新生长珊瑚样品的培植和采集问题。按照所改进的珊瑚养殖技术和建立的新生长珊瑚培植方法,完成了在不同海水pH值环境下的珊瑚养殖实验,同时达到对养殖中研究参数控制的简化和有效的目的。测定了在养殖过程中各水化学参数的变化,获得了新生长的珊瑚样品,为利用硼同位素组成指示海洋环境的变化提供载体。     

南海滨珊瑚骨骼密度带的季节特征及其主要环境影响因素

滨珊瑚（Porites）是南海造礁石珊瑚群落的主要优势种之一,广泛应用于珊瑚礁生态以及高分辨率气候环境响应和重建研究。滨珊瑚不同季节生长形成的骨骼密度条带是开展相关研究的重要基础,而前人对于滨珊瑚骨骼密度带季节性的认识多是基于单一地点的样品,存在地域的差别或矛盾。选取南海不同地点典型珊瑚礁区包括北部海南文昌、中部西沙群岛永兴岛和盘石屿、南部南沙群岛美济礁的 4 个现代活体滨珊瑚骨骼样品,利用数字影像分析方法以及电感耦合等离子体原子发射光谱和气体稳定同位素比质谱仪分别分析了滨珊瑚骨骼密度条带影像灰度和地化指标（Sr/Ca 和 δ 18 O）。结果显示,滨珊瑚样品骨骼密度和地化指标都呈现显著的季节变化。结合海温数据,揭示出样品骨骼密度带季节特征的地域差异,其中,北部文昌滨珊瑚样品骨骼高密度带形成于夏季,低密度带形成于冬季;中部永兴岛样品高密度带形成于秋季,低密度带形成于春季;盘石屿样品高密度带形成于春季,低密度带形成于秋季;南部美济礁样品高密度带形成于冬季,低密度带形成于夏季。采用广义加性混合模型进一步分析了滨珊瑚样品骨骼密度与 3 个主要环境影响因子（海温、光照和盐度）的响应关系。结果表明：不同地点滨珊瑚样品的骨骼密度与主要环境因子的关系也各有不同,考虑样品个体和地点的随机效应,4 个地点滨珊瑚样品的骨骼密度整体上与海温和光照存在非线性响应关系,反映了在南海大空间尺度上,海温和光照可能是影响滨珊瑚样品骨骼密度季节变化的主要环境因素。     

南海北部滨珊瑚生长的影响因素

南海北部滨珊瑚生长序列的X光数字图像分析和环境参数的相关分析表明,表层海温是滨珊瑚生长的首要气候因子,表层海温的季节性变化决定着滨珊瑚骨骼密度的季节性变化和年生长层的形成,高密度带形成于夏季而低密度带形成于冬季.年生长带的结构特征分析表明,季风环流控制的表层海流的性质和成分决定着年生长层的结构特征,微生长层的形成可能与潮汐和月光的周期性变化有关.     

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南海北部滨珊瑚生长序列的X光数字图像分析和环境参数的相关分析表明，表层海温是滨珊瑚生长的首要气候因子，表层海温的季节性变化决定着滨珊瑚骨骼密度的季节性变化和年生长层的形成，高密度带形成于夏季而低密度带形成于冬季。年生长带的结构特征分析表明，季风环流控制的表层海流的性质和成分决定着年生长层的结构特征，微生长层的形成可能与潮汐和月光的周期性变化有关。     

珊瑚的影像密度恢复南海海表温度

将南海西沙永兴岛 ( 1 6°50′N,1 1 2°2 0′E)西北的造礁珊瑚的岩芯 ,制成 X射线负片。用显微光密度计在 X射线负片上获得沿生长轴方向的影像密度值 ,时间序列为 1 937～ 1 993年。根据影像密度数据 ,计算出珊瑚的各年生长率和钙化率的代用指标。珊瑚生长率和钙化率的代用指标都与 SST呈显著正相关。根据 1 960～ 1 993年的资料统计 ,相关系数分别是 0 .91和 0 .85,从而建立了珊瑚生长率温度计和钙化率代用指标温度计。并用这两个温度计测算到 1 937年 ,揭示出南海的 SST变化既受到全球气候环境变化为主的影响 ,也受到半封闭海域格局的影响     

海南岛澄黄滨珊瑚共生藻对环境变化的适应性

在全球气候变暖和人类活动加剧导致珊瑚礁严重衰退的背景下,以抗逆性强的澄黄滨珊瑚（Porites lutea）为研究对象,于 2013 年 10 月―2014 年 8 月在海南岛文昌和三亚对其共生藻密度及光合效率开展了季节性调查研究。结果显示：1）澄黄滨珊瑚共生藻的密度及光合效率均存在显著的季节变化,共生藻密度在冬季最低、夏季较高,其光合效率在冬季较高,春夏季较低。2）澄黄滨珊瑚共生藻密度的空间差异远小于其季节变化的差异,但水深 1~2 m 澄黄滨珊瑚共生藻的密度普遍高于水深 4~6 m 的澄黄滨珊瑚,三亚澄黄滨珊瑚共生藻的光合效率明显高于文昌。3）进一步分析发现,在诸多环境因子中,海表温度 SST 和水体营养是驱动海南岛澄黄滨珊瑚共生藻密度及光合效率变化的主要环境因素,而光合效率的空间差异则可能是珊瑚对生存环境长期驯化的结果。由于文昌和三亚沿岸海水养殖和潜水旅游等人类活动频繁,礁区海水面临富营养化的风险,推测海南岛澄黄滨珊瑚面临 SST 上升和营养胁迫联合效应的严重威胁。     

锌胁迫下两种鹿角珊瑚虫黄藻荧光值的变化

以海南三亚鹿回头珊瑚礁区生长的花鹿角珊瑚(Acropora florida)和浪花鹿角珊瑚(Acropora cytherea)为研究对象,通过实验室模拟金属锌的胁迫环境,利用叶绿素荧光仪测试两种珊瑚虫黄藻在不同浓度硫酸锌胁迫下的叶绿素荧光参数。实验结果显示:(1)当珊瑚暴露在相对低浓度锌(105.6μg/L)条件下,枝条较细的浪花鹿角珊瑚的最大光化学产量(Fv/Fm)和最大电子传递速率(rETRmax)快速下降;较粗的花鹿角珊瑚前6天无明显反应,但到第8天时其Fv/Fm和rETRmax亦开始显著下降;(2)当珊瑚暴露在相对高浓度锌(599.4μg/L)条件下时,两种鹿角珊瑚颜色均快速变浅,第2天即大面积露出白色骨骼,Fv/Fm下降到0.3以下,不再对光强产生响应,指示珊瑚已死亡。实验结果揭示了珊瑚虫黄藻光合作用对重金属胁迫的响应过程,表明锌污染对造礁珊瑚虫黄藻光合能力有严重的抑制作用,从而影响到珊瑚生长,高浓度的锌使虫黄藻光合作用快速衰减直至停止,导致珊瑚短时间内死亡。     

利用珊瑚的影像密度恢复南海海表温度

将南海西沙永兴岛(16°50'N, 112°20'E)西北的造礁珊瑚的岩芯,制成X射线负片.用显微光密度计在X射线负片上获得沿生长轴方向的影像密度值,时间序列为1937～1993年.根据影像密度数据,计算出珊瑚的各年生长率和钙化率的代用指标.珊瑚生长率和钙化率的代用指标都与SST呈显著正相关.根据1960～1993年的资料统计,相关系数分别是0.91和0.85,从而建立了珊瑚生长率温度计和钙化率代用指标温度计.并用这两个温度计测算到1937年,揭示出南海的SST变化既受到全球气候环境变化为主的影响,也受到半封闭海域格局的影响.     

中全新世海南潭门滨珊瑚的生长率特征及其气候意义

珊瑚生长率是珊瑚古气候研究的重要指标,其反映珊瑚生长快慢,并提供高分辨率的海水表层温度变化信息。中全新世作为当前全球变暖的地质历史相似型,利用珊瑚生长率重建该时期的气候环境状况对于理解现代气候变化的过程及其机制具有重要的参考价值。文章对采自海南潭门珊瑚岸礁的23段中全新世（6143—4356 a BP）滨珊瑚进行生长率分析,并基于该区域现代（2005—2021 AD）滨珊瑚生长率与SST的关系重建了中全新世期间共406 a的年均SST序列。结果显示：1）中全新世滨珊瑚生长率的变化范围为0.607～1.670 cm/a,均值为1.079 cm/a,且存在明显的波动变化过程;2）基于生长率重建的中全新世平均SST为25.7±0.54℃,这与全球变暖程度加剧背景下的现代海温相近;中全新世年均SST的变化范围为24.7～26.8℃,其中5860、5660和5160 a BP为3个显著的低温期;3）对比现代与中全新世（5427—5394、5243—5209、4515—4456和4404—4356 a BP）珊瑚生长率的频谱周期,发现现代与中全新世珊瑚的生长率均存在显著的3～7 a ENSO周期,...     

珊瑚藻在珊瑚礁发育过程中的作用

珊瑚藻是钙化红藻中的主要类群,是珊瑚礁中的重要组分,并在珊瑚礁发育过程中发挥重要作用：1）珊瑚藻为珊瑚礁体建造提供大量的钙质物源,壮大了珊瑚礁钙质体;2）珊瑚藻具强依附粘结等作用,能将破碎的生物残体等进行裹覆胶合和绑结,构建成抵御强风浪的珊瑚礁体格架;3）珊瑚藻坚硬的钙质面为珊瑚幼虫的附着生长提供硬质基底;4）珊瑚藻通过光合作用,提升珊瑚礁生态系统的能量流动;5）珊瑚藻的高初级生产力,维持珊瑚礁生态系统的高效物质循环。当前珊瑚藻的研究重点包括珊瑚藻对全球变暖、海洋酸化等环境胁迫的响应,以及珊瑚藻的群落结构、种类多样性、时空变化与环境变化的关系等。对珊瑚藻的深入研究将有助于揭示其在珊瑚礁生态系统中的多重功能。     

WISE USE OF WETLAND FOR SUSTAINABLE LIVELIHOOD THROUGH PARTICIPATORY APPROACH： A CASE OF ADAPTING TO CLIMATE CHANGE

1INTRODUCTION Hydroponics(aGreekword,hydromeanswater andponos,labour),asoil-lessagriculture,isa termtobedescribedinseveralwaysinwhichplants cangrowwithoutsoil,byuseofaninertmedium whereplantcantakeupessentialnutrients,either fromwaterinwhichanutrientsolutionisaddedor fromorganicmaterialsthatexistsinthemedium.Thesemediacanbegravel,sand,peat,vermiculate,prelite,sawdustorotherplantmatters(organiccom ponents).Therefore,theprocessinwhichaquatic weedsaredumpedonwatertoconstructfloatingbed orart…     

“鱼·菜·菌”生态养殖模式氮磷转化及去除效果分析

设计了一种由空心菜、异育银鲫＂中科3号＂和微生物膜组成的浮床生态养殖系统,采用水生空心菜根系及浮床为基质,构建了以池塘土著微生物和外源微生物为菌源的池塘漂浮式微生物膜,并结合水生空心菜对养殖水体进行原位修复。定期跟踪监测3种养殖模式水体中总磷和总氮的变化情况,结果显示：＂鱼·菜·菌＂培育模式YCJ-2的水质较为稳定,与对照组YCJ-3相比,总氮和总磷分别降低了66.13%和43.81%;总氮排放浓度达到淡水养殖废水排放二级标准,总磷排放浓度介于淡水养殖废水排放一级标准和地表水质量Ⅴ类标准之间,该模式对养殖水体中的总氮和总磷的去除率效果明显。分别采用物料平衡原理和产量法检测分析不同模式的产排污系数和沉积物产污系数,结果显示：对照组YCJ-3总氮和总磷产排污系数最高,分别为1.60 g·kg^-1和19.90 g·kg^-1;YCJ-2沉积物总磷和总氮产污系数最低仅为1.01 g·kg^-1和0.35 g·kg^-1,分别比YCJ-3降低了82.5%和83.17%;养殖效益分析结果显示：＂鱼·菜·菌＂培育模式YCJ-2总产值达到3 536.04元/100 m2,比YCJ-3和YCJ-1（鱼-菜培育模式）模式养殖经济效益分别提高了49.12%和11.88%。     

珊瑚礁形成机制研究综述

首先回顾了近200 a来,对珊瑚礁形成机制研究而发展的各种学说和理论。这些理论根据珊瑚礁的形成是否与海平面的变化有关而分成2类,其中,“沉降”理论、“冰期控制”理论、“冰期控制沉降”理论、“扩张沉降”理论以及“热点沉降”理论等认为珊瑚礁的形成与海平面的变化有关;而“海底上升”理论、“先成台地”理论、“喀斯特盆地”理论等则认为珊瑚礁的形成与海平面的变化无关。其次梳理了近年对太平洋、印度洋、大西洋等地珊瑚礁演变的研究,揭示了控制珊瑚礁结构和形态的影响因素及其在极端事件下的发育和演变;中国对珊瑚礁形成机制的研究则主要集中在近50 a,通过对南海珊瑚礁钻探所获岩心分析或挖坑采样分析,认为珊瑚礁的形成或遵循“沉降”理论和“冰期控制”理论,即南海珊瑚礁的形成演化是在地壳长期缓慢沉降中同时受到第四纪冰期―间冰期的支配。最后,指出由于珊瑚礁的成因非常复杂,因此试图用一种学说来解释所有珊瑚礁发展的历史是不科学的;目前,随着新的野外调查方法和实验技术的应用,能够提供更多种的、更大量的珊瑚礁数据,因此研究具体某个珊瑚礁,找到适合其形成模式的解释显得更为重要。     

Assessment of land-use and land-cover changes from 1965 to 2014 in Tam Giang-Cau Hai Lagoon,central Vietnam

This study integrates the use of multi-source and multi-resolution remote sensing, topographic and field-based datasets to quantify land-use and land-cover (LULC) changes along a coastal stretch of Thua Thien Hue Province (central Vietnam). The LULC change analysis involves the Tam Giang-Cau Hai lagoon, the largest lagoon system in Southeast Asia, which is running nearly 70 km along the coast and having about 22,000 ha of water surface.The LULC change analysis was performed by computer-aided visual interpretation for 5 years (1965, 1989, 2000, 2006 and 2014) using satellite imagery from LANDSAT MSS, TM, ETM+ and 8, ASTER and SPOT5. National topographic maps were also used for the 1965 and 2000 years.To adequately represent the LULC features and peculiarities of central Vietnam coastal areas, an adapted CORINE Land Cover nomenclature was used where new 3rd and 4th level classes were adopted. Due to their intrinsic relative high spatial and radiometric resolution, SPOT5 images from 2006 were assumed as a reference for interpretation keys and first delineation. Changes were mapped by editing those vectors representing features which underwent LULC change prior or after 2006. Spatial and temporal changes were analyzed by post-classification approach and validated by ground truth information. High detail object-based classification was finally performed to infer the capability of medium spatial resolution imagery for extracting cadastral scale pond maps. The accuracy of classification was checked by a polygon by polygon comparison with an existing aquaculture facility inventory.Five LULC maps were obtained by applying a legend of 21 classes including two newly defined: “Aquaculture ponds” and “Mangrove forest”. The overall classification accuracy of the LULC map is 85% while the KHAT statistics 0.81 for the year 2006. Accuracy of the object-based aquaculture facilities classification is 84% or better for the SPOT5 imagery and 47.9% for the ASTER imagery. The study provides a synoptic LULC representation for the largest lagoon system of Southeast Asia and delivers quantitative estimates of main changes occurred during the last 50 years. Moreover, it reveals the adaptability of the CORINE Land Cover method outside European environment. Finally, SPOT5 provides good results to map aquaculture features at cadastral scale, even if in some circumstances (e.g. tidal areas), the integration with higher spatial resolution multispectral sensors should be envisaged.     

中国热带珊瑚礁的第四纪气候记录

The coral reef in China’s tropics can be divided into three regions, namely, the South China Sea Islands, Hainan Island and the Leizhou Peninsula as well as Taiwan Island. There are 34 islands of coral reef which are named in the South China Sea Islands …     

The Quaternary climate records of coral reef in the tropical zone of China

The analysis results of oxygen isotopes, carbon isotopes, geochemistry and the growth belt of reef coral etc. for some profiles of coral reef show that the basic pattern of climatic fluctuation during the Quaternary period can be reflected by coral reef. The trend of climate change was from cooling to warming during the Early Pleistocene with at least four cycles, and from warming to cooling with at least seven cycles during the Middle Pleistocene. The late Pleistocene is a period of the Quaternary which shows the most frequent variation of climate but generally two main cycles of warming–cooling can be seen. During the Holocene the climate went through a process of warming-rise in temperature-drop in temperature. During the historical period there were four cycles of cooling-warming at 1700 a BP. During the last 200 years climate change is characterized by two stages; a positive deviation in the former 100 years, and a negative deviation in the latter 100 years with general warming trend.     

涠洲岛活珊瑚覆盖率变化的仿真分析

为了更好地理解环境参数对珊瑚礁生态的影响，以涠洲岛为研究区域，结合历史文献所记载的活珊瑚覆盖率（Live Coral Cover, LCC）资料，利用MODIS 2003-2015年遥感观测获取的环境参数，即叶绿素a质量浓度（Chl-a）、海表温度（SST）和光合有效辐射（PAR），探讨LCC变化与环境参数之间的关系，并建立了LCC变化模型。首先计算出每个环境参数3~10个月的移动平均值，并用皮尔逊相关系数计算得到与LCC变化相关性最大的环境参数值；然后考虑环境参数值之间、前后不同年份的LCC之间可能存在的自相关性，利用主成分分析法消除这些自相关之后，再利用非线性约束优化方法估计LCC与环境参数值关系的经验模型。该模型的系数为Chl-a（-0.109 04）、SST（-0.061 62）和PAR（0.013 58），据此推测，人类活动所造成的海水富营养化可能是涠洲岛LCC下降的最主要原因。最后，对涠洲岛珊瑚礁未来的发展与变化进行仿真和预测，结果表明：涠洲岛在环境不变的条件下其LCC会稳定在10%左右，而在当前气候变暖的条件下其珊瑚有可能会在2120年左右存在开始消失的风险。     

全球气候变化下南海诸岛保护优先区识别分析

全球变化下,珊瑚礁保护区是保护生物多样性、增强珊瑚礁对气候变暖抵抗力的有效方式,而维持珊瑚礁弹性是其核心内容。针对珊瑚礁最具有威胁性的热压力因子,基于南海1982—2009年卫星观测海表面温度（SST）数据和CMIP5加拿大地球系统模式CanESM2模型预估的2006—2100年南海SST数据构建热压力强度模型,从维持珊瑚礁弹性的角度识别IPCC RCP 4.5和RCP 8.5情景下南海诸岛保护优先区。结果表明：RCP 4.5和RCP 8.5情景下13%左右的南海诸岛珊瑚礁识别为保护优先区。根据热压力强度与珊瑚抵抗力及避难所关系,西沙群岛七连屿和晋卿岛近年观测与未来预估的热压力强度均比较低,在保障其服务功能的基础上建议实施完全保护;东沙群岛东沙环礁和中沙环礁排洪滩近年观测急性热压力强度较高但未来预估热压力强度较低,建议实施50%禁止利用保护;中沙群岛黄岩岛近年观测和未来预估的急性热压力强度均比较低,建议实施50%多用途保护。南沙群岛有14%左右的珊瑚礁识别为保护优先区,根据其热压力强度可实施30%~100%禁止利用保护或30%~50%多用途保护。RCP 4.5和RCP 8.5情景下的南海诸岛保护优先区及保护对策,可为维持珊瑚礁生态弹性及应对全球气候变化提供重要的参考价值。     

海南岛海岸带滨海湿地资源现状与保护对策

海南岛为海南省的主体,也是我国第二大岛,地理位置与地形独特,拥有丰富的海岸带滨海湿地类型与资源。近年来受到海平面上升、沿岸风暴潮灾害等自然因素以及旅游开发活动、港湾工程建设和围垦、养殖等人类活动共同作用,红树林、珊瑚礁以及砂质海岸等海岸带滨海湿地遭到大面积破坏,退化趋势明显。通过对海南岛海岸带滨海湿地类型、分布特征以及存在问题的深入分析,提出科学合理的保护对策。