全球气候变化与珊瑚礁问题

全球变暖对珊瑚礁的影响究竟有多大?这是人类关心的重大问题,也是当前科学研究的热点之一。从现有资料对海平面上升、海水淡化、珊瑚白化和海水中CO2浓度增高等对珊瑚礁的影响进行汇总分析,对其可能的影响程度和珊瑚礁的前途做一评估。     

珊瑚礁监测技术发展现状及原位在线监测建设

随着沿海地区社会和经济活动不断增加,在人类活动和全球气候变化的双重压力下,全球珊瑚礁生态健康状况日益衰退。如何有效地监测珊瑚礁生态系统,使管理部门能够及时采取保护措施防止珊瑚礁生态系统的退化,已成为拥有珊瑚礁资源的国家亟需解决的环境问题。各主要国家均在大力发展珊瑚礁监测技术与装备。文中综述了国内外在珊瑚礁生态系统监测技术方面的研究现状,基于前人提出的原位在线监测技术,在南海某岛礁海域建设了珊瑚礁生态环境原位在线监测系统,并进行了1年多的业务化运行。在业务化运行期间,原位在线监测系统成功监测到了珊瑚礁的"白化-死亡-微藻附着-珊瑚骨骼腐烂-大型藻占领"这一退化过程,表明该监测系统能够实现珊瑚礁的长期、实时、连续监测。本文研究对于进一步认识珊瑚礁生态系统的时间变化特征及其影响机制均具有重要意义。     

全球变化背景下暖水珊瑚礁生态系统的适应性与修复研究

暖水珊瑚礁生态系统是热带海域最具生物多样性和代表性的生态系统之一。本研究分析了全球变化背景下暖水珊瑚礁生态系统的变化和风险,开展了受损暖水珊瑚礁生态系统退化和消失的致灾因子归因分析,综述了暖水珊瑚礁生态系统的适应性与修复技术研究。分析表明:①过去几十年来,暖水珊瑚礁生态系统快速退化,包括大面积白化和死亡、多样性明显减少和生态功能显著衰退,主要归因于海洋升温与人类活动等致灾因子的影响;②在温室气体高排放浓度情景下(RCP 8.5),相比工业革命前,到本世纪中叶,南海升温将可能远超过2℃,这表明南海暖水珊瑚礁生态系统正在逼近其气候临界点,即全球升温高于2℃时,90%~99%以上的暖水珊瑚将消失;③1980年代以来,海洋升温、海洋热浪和强热带气旋等海洋气候变化致灾因子对南海暖水珊瑚的危害性(影响的强度、范围和时间)明显增加,对暖水珊瑚礁生态系统产生了严重的影响;与此同时,近岸海域的过度或破坏性捕捞、采挖和潜水等人类活动,对暖水珊瑚造成了严重损害,增加了暖水珊瑚的气候脆弱性,而这种人类活动既是局部的,也是全球性的现象,使得暖水珊瑚更难以适应全球变暖的影响。分析还表明,为了增强暖水珊瑚适应气候与环境变化的恢复力(韧性),人们开展了诸多受损珊瑚礁生态系统的适应性与修复研究,但主要是采用无性繁殖或结合人工基质的修复方式,而应用有性繁殖技术恢复受损珊瑚礁的方式仍较少;最近,暖水珊瑚耐热的基因适应性研究取得了重要进展,为暖水珊瑚适应全球变暖提供了一种新的途径。本研究最后探讨了中国受损珊瑚礁生态系统的修复问题与对策。     

海啸与珊瑚礁

海岸带海啸的破坏后果更甚于风暴潮，宽广的礁坪成为向岸波浪和海啸的消能带，可减轻灾情。要警惕海啸的发生，应搞好南海海啸监测与预警，尽可能提高南海诸岛珊瑚礁岛屿建筑工程标准，切实做好南海珊瑚礁的自然保护。     

三沙珊瑚礁健康状况实时监测与预警

三沙珊瑚礁资源丰富,具有重要的社会与经济价值,为保证该区域经济与环境可持续发展,加大对三沙珊瑚礁健康状况实时监测与预警工作显得极为迫切。传统的珊瑚礁健康状况监测方法虽能定量评价,但不能满足大面积、实时监测所需,ＮＯＡＡ 根据热点（ＨｏｔＳｐｏｔ）和周热度（ＤｅｇｒｅｅＨｅａｔｉｎｇ Ｗｅｅｋｓ,ＤＨＷ）两个指数对珊瑚健康状况进行判断,虽分辨率低但能够大面积、实时的监测珊瑚礁承受温度压力,预警珊瑚礁的健康状况。结合卫星遥感、浮标实测、实地监测数据,对三沙珊瑚礁健康状况进行动态、实时的监测视为理想途径。通过利用高光谱仪对特定区域珊瑚礁光谱特性分析,对珊瑚礁健康状况敏感光谱的提取与分类,必将促进高分辨率航空、航天遥感在珊瑚礁健康状况的应用与发展,以满足对特定区域实时、精确监测与预警工作的开展。     

基于QuickBird影像上珊瑚礁发育状况监测实验研究

珊瑚礁生态系统具有很高的生物多样性和重要的生态功能。20世纪80年代以后全球范围内珊瑚礁的大面积退化引起了人们广泛的关注。利用高分辨多光谱QuickBird影像,基于珊瑚礁几何参数与发育指数对南沙典型岛礁发育进行遥感监测,在珊瑚礁体迎风面水域由破波形成的纹理特征表明了海面粗糙度与水下礁坪的发育特性。结果表明,南沙岛礁受地质与气候的影响发育程度不一,半月礁发育较好,发育指数为0.38,仙娥礁发育指数为0.27。建立几何参数等指标能够监测南沙珊瑚礁的发育状况,可对珊瑚礁的保护提供科学依据。     

全球变暖和海洋酸化背景下珊瑚礁生态响应的研究进展

生物礁是由珊瑚虫、藻类等造礁生物组成、具有抗浪结构的海相碳酸盐岩,是全球主要碳库之一,也是观察热带海洋影响中-高纬度环境过程的重要窗口。近二、三十年以来,伴随着海洋水体的显著酸化和增温,全球热带海洋生物礁的主体——珊瑚礁系统遭受了不同程度的影响。其中,对于高温强迫而言,海水温度上升诱发珊瑚白化、抑制珊瑚的自我修复;海洋酸化可以显著改变珊瑚钙化率、抑制珊瑚幼虫发育、引发珊瑚礁的溶解;两大因素均可改变珊瑚礁的群落结构。针对这些环境要素的改变,珊瑚自身可以通过共生藻的种类转换以及调控基因表达等手段在一定程度上抵抗高温胁迫;但若温室气体的排放不受控制,绝大多数珊瑚礁到21世纪末都将遭受灾难性打击。为应对未来不同场景下的珊瑚礁变化,还需要对高温、酸化等关键因子响应特征进行更深入的研究;珊瑚礁长序列研究有可能为珊瑚的长周期演化特征提供关键认识,也为现代观测提供有益补充。     

海南省珊瑚礁生物多样性保护战略与行动计划

文章简述了海南省珊瑚礁生物多样性概况,总结了海南省珊瑚礁生物多样性保护工作的成效和问题。提出了珊瑚礁生物多样性保护的指导思想、基本原则、战略目标和保护任务,确定了珊瑚礁生物多样性保护的5个优先领域:①完善珊瑚礁保护与可持续利用的法律体系和管理机制;②开展珊瑚礁多样性调查、评估与监测;③加强珊瑚礁多样性保护和管理;④加强基础建设;⑤提高珊瑚礁应对气候变化能力;并提出了优先领域相应的行动计划和行动内容。     

国际珊瑚礁领域研究现状及知识图谱分析

采用文献计量和科学知识图谱的方法,对1902—2017年期间国际珊瑚礁研究领域的科技论文进行了分析。结果表明,与西方海洋研究领域先进国家相比,我国在珊瑚礁研究领域起步较晚,但近5年发展迅速,并在论文影响力、国际合作和研究技术发展方面有待加强。针对研究结果提出了我国珊瑚礁研究的发展建议,本研究将为了解当前国际珊瑚礁领域的研究现状和发展态势以及我国今后珊瑚礁保护方面的政策制定、项目规划和科学研究提供情报参考。     

南海珊瑚礁地貌模型研究

近200a前Darwin于1832-1836年间环球考察热带海洋珊瑚礁后,首次建立了珊瑚礁地貌模型并论述其形成机制,该模型总体形态呈全部或部分被上截了顶部的锥形,本文简称为"上截锥型"。此后历经几代学者的研究,都继承了他的珊瑚礁地貌模型。对南海珊瑚礁地貌模型的研究,近年有研究描绘为另外一种模型,该模型的特点是礁外坡为内凹形,礁体形态呈蘑菇状,本文称为"蘑菇型"。本文根据许多南海珊瑚礁地形实测资料和地貌学研究文献,确认南海珊瑚礁地貌模型应为上截锥型,"蘑菇型"珊瑚礁地貌模型并不符合珊瑚礁形成演化规律,在自然界内不存在。     

沉积物对珊瑚礁及礁区生物的影响

海水中日益增多的悬浮物和泥沙沉降是导致珊瑚礁严重衰退的原因之一。沉积物覆盖在珊瑚礁生物表面,影响其呼吸作用,而海水浊度的增加会减少光合作用的可利用光。过多的沉积物改变了礁区的物理以及生物过程,从而对珊瑚礁生态系的结构和功能产生不利影响。为了有效评估珊瑚礁的变化趋势,如优势种丰度以及空间分布的变化等,应用标准的监测方法进行长期监测对于掌握这一复杂生态系统的变化是非常关键的。综述了沉积物对珊瑚生长率、生长形态、代谢和繁殖与补充以及礁区生物的影响,并指出未来的研究方向,以期为珊瑚礁的保护提供参考。     

20 年来涠洲岛珊瑚礁物种多样性演变特征研究

综合2007年10～11月、2008年4～5月布置的6条主剖面20条分断面的调查结果,涠洲岛珊瑚礁共出现石珊瑚10科22属46种,9个未定种,该调查区以角蜂巢珊瑚属(Favites)、滨珊瑚属(Porites)、蔷薇珊瑚属(Montipora)为优势类群,各主剖面的优势类群分布各有差异,以西南部的W2主剖面、东北部的W5主剖面的珊瑚礁属种最多,均为8科13属;涠洲岛珊瑚礁属级多样性指数H′值和均匀度指数E值均呈现东北部W5西南部W2东南部W6西南部W1西北部W3北部W4的规律,H′值差异明显,E值变化不大;其珊瑚礁群落近20 a来受到全球气候事件及区域人为活动的影响,整体呈现出衰退迹象,处于缓慢恢复状态。衰退表现在:从20世纪60年代至21世纪初期的珊瑚礁优势种群的组合变化,由较多的优势属种组合演化到相对少的优势属种组合。一直占据优势的鹿角珊瑚种群出现退化,从顶级优势类群降级更替;珊瑚礁属种的多形态组合向相对简单形态组合的演变;历年来珊瑚礁伴生生物的资料(主要是鱼群数量、海参等)显示,涠洲岛珊瑚礁群落生物多样性呈现衰退态势;从2001年至今连续的珊瑚礁健康调查(Reef Check)资料显示,该区石珊瑚礁曾大面积死亡尚未完全恢复。从涠洲岛20 a珊瑚礁多样性演变过程研究发现,影响因素主要包括全球性极端气候、区域性气候变化及不合理的破坏性人类活动影响等因素。     

珊瑚礁生态系统修复研究进展

健康的珊瑚礁生态系统具有造礁、护礁、固礁、防浪护岸、防止国土流失的功能。同时, 珊瑚礁生态系统生物多样性极高, 被称为海洋中的“热带雨林”。我国南海拥有200多个珊瑚岛、礁与沙洲, 是世界海洋珊瑚礁最丰富的区域之一。近年来, 由于全球气候变化和围填海等人类活动的影响, 珊瑚礁生态系统受到了不同程度的影响或破坏, 危及海洋生态与岛礁安全, 珊瑚礁生态系统的修复至关重要。本文对珊瑚礁生态系统的现状、修复方法及存在的问题进行了总结, 并在此基础上创新性地提出了基于系统的珊瑚礁多维生态系统修复模式并付诸实践, 以期提供更有效的珊瑚礁生态系统修复新方法。     

Remote sensing expert system of South China Sea coral reefs

Ｒｅｍｏｔｅ　ｓｅｎｓｉｎｇ　ｅｘｐｅｒｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　Ｓｏｕｔｈ　Ｃｈｉｎａ　Ｓｅａ　ｃｏｒａｌ　ｒｅｅｆｓＷａｎｇＹａｎｆｅｎｇａｎｄＬｉｕＢａｏｙｉｎＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ...     

Engaging the public in climate change-related pro-environmental behaviors to protect coral reefs: The role of public trust in the management agency

The purpose of this study was to investigate the role that stakeholder trust in a management agency, as a source of information about climate change, plays in relationships among antecedents to climate change-related pro-environmental behavior. Data collected from a survey of Australian residents living adjacent to the Great Barrier Reef Marine Park revealed that lower intensities of institutional trust were associated with a less biocentric worldview, a lower reported awareness of consequences of the impacts of climate change, and a lower sense of obligation to adopt pro-environmental behaviors. Findings suggest that managers should attempt to foster the trust their stakeholders have in their agency because when trust increases, stakeholders develop stronger relationships among the antecedents of pro-environmental behavior.