膨胀蔷薇珊瑚与壮实鹿角珊瑚的胚胎和幼虫发育

造礁石珊瑚的有性繁殖是修复珊瑚礁生态系统的有效途径之一.文章为国内首次报道造礁石珊瑚有性繁殖和幼体发育过程,为利用有性繁殖技术恢复珊瑚礁生态系统提供了发育生物学上的理论基础.海南省三亚市鹿回头海域的大部分珊瑚在2009年3月底至4月中发生有性繁殖行为.2009年4月11日晚采集膨胀蔷薇珊瑚Montipora turgescens和壮实鹿角珊瑚Acropora robusta自然排放的受精卵,研究其胚胎及幼虫发育的过程.通过连续观察和显微拍摄记录了2种珊瑚的受精卵发育过程,结果显示,受精卵经过分裂变为桑葚胚;桑葚胚经过进一步发育变形为虾片状,进而发育成盘状幼体;盘状幼体由四周向内弯曲形成碗状的结构,进而出现原肠胚及纤毛,发育成为椭圆型或圆形的浮浪幼虫;浮浪幼虫发生附着变态,长出触手,发育成珊瑚幼体.通过观察还发现,膨胀蔷薇珊瑚的卵母细胞中本身就含有黄褐色虫黄藻,壮实鹿角珊瑚的卵母细胞中没有虫黄藻,其共生的虫黄藻足在发育过程中从周围环境获得的.     

涠洲岛海域美丽鹿角珊瑚和秘密角蜂巢珊瑚的性腺发育研究

性腺发育是造礁珊瑚有性繁殖的重要过程,珊瑚会在性腺发育成熟后待环境适宜时进行大规模排卵。了解造礁珊瑚的性腺发育过程对预测其排卵时间具有重要的意义,但目前尚未有关于涠洲岛海域造礁珊瑚性腺发育的报道,且该海域造礁珊瑚的排卵时间也不明确。因此,本文于2021年9月至2022年5月,以涠洲岛海域的美丽鹿角珊瑚（Acropora formosa）和秘密角蜂巢珊瑚（Favites abdita）为研究对象,观察其在自然海域的性腺发育过程及排卵时间。结果显示,在自然海域美丽鹿角珊瑚的卵母细胞从9月开始发育,约经9个月发育成熟,精巢从11月开始发育,经2～3个月成熟;秘密角蜂巢珊瑚的卵母细胞在10–11月间开始发育,经7～8个月发育成熟,精巢发育周期为1～2个月;2种珊瑚的配子均在2022年5月份同步成熟,并于2022年5月19–22日（农历四月十九至二十二日）间观察到了室内2种珊瑚的排卵行为,与其在自然海域的排卵时间基本一致。基于上述证据,本文推测涠洲岛海域美丽鹿角珊瑚和秘密角蜂巢珊瑚主要的排卵时间在农历四月十五日前后。本研究为涠洲岛造礁珊瑚的繁殖生物学提供了宝贵的信息,为进一步利用其有性繁殖进行珊瑚礁的生态修复等提供了理论依据。     

两种造礁石珊瑚共生藻分子系统分类及其对水温升高的响应研究

珊瑚白化是导致全球珊瑚礁生态系统衰退的最重要原因之一,野外观察结果表明不同种属的造礁石珊瑚对于海水温度升高的耐受性有所差异.选取多孔鹿角珊瑚(Acropora millepora)和丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis)为研究对象,比较其共生藻在温度升高时的光生理差异.对多孔鹿角珊瑚和丛生盔形珊瑚共生藻的分子系统学研究结果表明:多孔鹿角珊瑚和丛生盔形珊瑚的共生藻属于不同系群,丛生盔形珊瑚共生藻属于D系群,而多孔鹿角珊瑚共生藻属于C1亚系群.当温度升高到30℃时并未对两种造礁石珊瑚共生藻光合系统Ⅱ造成损害,而当温度升高到34℃时两种造礁石珊瑚共生藻的F_v/F_m值急剧下降,其光合系统Ⅱ遭受损害.多孔鹿角珊瑚和丛生盔形珊瑚分别与不同系群的共生藻共生可能是导致其对海水温度升高耐受性不同的主要原因,与C1亚系群共生藻共生的多孔鹿角珊瑚对水温升高敏感,容易白化,而与D系群共生藻共生的丛生盔形珊瑚对水温升高的耐受性强,不易白化.     

珊瑚共生虫黄藻密度的季节变化及其与珊瑚白化的关系——以大亚湾石珊瑚为例

定量分析了2006年6月、2007年8月和2008年2月采自南海北部大亚湾海域的共8科、13属、23种170个石珊瑚样品的共生虫黄藻密度,探讨了石珊瑚共生虫黄藻密度的季节变化及其与珊瑚白化的关系.结果显示,所有珊瑚种属的共生虫黄藻密度都显示出明显的季节性波动,总体上夏季低、冬季高(约为夏季的2倍),是海表水温和太阳辐射协同作用的结果.夏季大规模的珊瑚白化(热白化)可能是珊瑚共生虫黄藻密度逐渐降低(排出)到一定阈值的外观表征,而非突发的生态现象;冬季珊瑚白化(冷白化)则可能是极端低温直接致珊瑚死亡,进而快速排出虫黄藻的突发现象;高共生虫黄藻密度对冬季低温乃至极端低温条件下的珊瑚生存起到一定的保护作用.     

重金属铜污染对石珊瑚生长影响的实验研究

分布于热带海洋的珊瑚礁是重要的生态学资源.受全球环境变化和人类活动的影响,珊瑚礁正处于退化之中,其中重金属污染是人类活动影响珊瑚礁的重要方面.国际上不少研究初步探索了珊瑚对一定浓度重金属的响应,我国类似的研究尚不多.本文通过72h的急性毒性测试,研究重金属Cu2+污染对6科7属石珊瑚的影响,以了解重金属污染对石珊瑚所造成的伤害和石珊瑚对Cu2+污染的生态反应.实验结果显示,随着Cu2+浓度的增加,与珊瑚共生的虫黄藻密度呈现先短暂上升而后持续下降的趋势,直致珊瑚白化;Cu2+污染对块状滨珊瑚毒性影响最大,在浓度超过40·7μg·L-1时即致其死亡.Cu2+污染胁迫下所有试验珊瑚的触手伸展活动都出现异常,显示Cu2+污染对珊瑚生存有明显的影响.     

适度热胁迫对造礁石珊瑚热耐受性影响的研究

在气候变暖导致全球珊瑚礁加速退化的背景下,珊瑚的热耐受性是决定珊瑚礁命运的关键.本研究对三种造礁石珊瑚(澄黄滨珊瑚;十字牡丹珊瑚;鹿角杯形珊瑚)进行了室内短期驯化模拟实验.结果显示:(1)三种造礁石珊瑚在经历32℃与34℃高温胁迫时,珊瑚共生虫黄藻密度、共生虫黄藻暗适应后最大光量子产量(Fv/Fm)都会降低,半胱氨酸d...     

在细胞水平上对高温珊瑚白化的初步研究

全球变暖背景下的异常高温能够导致珊瑚及其虫黄藻组成的共生体系崩溃,虫黄藻大量损失,出现珊瑚白化,并可能进一步导致珊瑚礁生态系统退化.文章通过对6种造礁石珊瑚的急性高温胁迫实验,分析不同种属的石珊瑚虫黄藻共生体系对高温的耐受性差异,为全球变暖背景下珊瑚群落演替趋势提供理论依据.结果显示:1)在急性高温胁迫下,石珊瑚耐受的差异性与其形态有关,枝状珊瑚耐受性最低,在高温胁迫下最先白化、死亡,而叶片状和块状珊瑚对高温的耐受性较强,这与野外珊瑚礁白化的现场观测结果一致.2)在高温胁迫下,不同种属珊瑚共生虫黄藻损失的方式不同:珊瑚持续排出虫黄藻,如鹿角杯形珊瑚 Pocillopora damicornis;珊瑚先排出一定的共生藻,之后珊瑚组织携带大量虫黄藻与珊瑚骨骼分离,如风信子鹿角珊瑚 Acropora hyacinthus 和松枝鹿角珊瑚 Acropora brueggemanni;先排出部分虫黄藻后,虫黄藻以有丝分裂增殖的方式迅速补充其数量,如十字牡丹珊瑚 Pavona decussata;虫黄藻细胞直接坏死而损失虫黄藻,如澄黄滨珊瑚 Porites lutea.研究强调,预测珊瑚对全球变化的响应问题时,应当同时考虑珊瑚宿主和共生藻的作用.     

近50年来三亚鹿回头岸礁活珊瑚覆盖率的动态变化

对三亚鹿回头珊瑚岸礁5条断面进行实地潜水调查并室内判读海底录像,得到该岸段2005年和2006年的礁坡活珊瑚覆盖率分别为14.79%和12.16%。与历史资料(1960年、1978年、1983年和1990年测值分别为80%—90%、60%、60%和35%,1998年约为41.5%,2002年为23.4%,2004年为20%)对比分析显示,近50年来该岸段活珊瑚覆盖率显著下降,珊瑚礁总体呈衰退趋势。研究表明,人类活动是造成三亚鹿回头珊瑚礁衰退并影响将来发展的重要因素:过度和破坏性捕捞以及大规模采挖礁块等活动直接导致了该岸段珊瑚礁在七八十年代出现的巨大衰退;海上珍珠贝、麒麟菜等养殖活动是造成近期破坏的主要原因;正在影响该岸段珊瑚礁覆盖率仍持续下降的主要原因是沿岸对虾或鲍育苗养殖;三亚河和近海工程建设、航运活动带来的泥沙和污染物以及正向鹿回头扩展的潜水旅游活动已成为不可忽视的威胁。所以,保护该岸段珊瑚礁,需要在了解该岸礁活珊瑚覆盖率动态变化的基础上认清保护管理的紧迫性,并针对不同区域珊瑚群落的具体特征和影响因素制定合理、有效的管理措施。     

珊瑚脂质是其共生虫黄藻密度降低时的重要能量来源

近年来珊瑚白化现象日益严峻。白化意味着珊瑚共生虫黄藻密度的降低,然而目前关于珊瑚体内的脂质在虫黄藻密度降低时对维持能量供给稳定的意义尚不清楚。本研究以2020年3月和6月在西沙群岛采集的帛琉蜂巢珊瑚（Favia palauensis）和澄黄滨珊瑚（Porites lutea）样品为材料,通过生理参数（虫黄藻密度、脂质含量）与地球化学指标（虫黄藻的稳定氮同位素δ¹⁵N_z值）相结合的方法,探讨了珊瑚脂质对虫黄藻密度及其光合作用强度变化的响应。结果显示,夏季两种珊瑚的虫黄藻密度和δ¹⁵N_z值均显著下降,意味着夏季虫黄藻密度降低导致了其光合作用强度的降低。与此同时,两种珊瑚的脂质含量也显著下降,并且脂质含量与虫黄藻密度、δ¹⁵N_z值之间均呈正相关关系,这说明珊瑚脂质含量与虫黄藻光合作用强度的变化之间存在耦合关系。当光合作用强度降低时,珊瑚可以通过消耗其自身储存的脂质更好地维持能量供给的稳定,这对提高环境胁迫的适应能力以及抗白化能力具有重要意义。     

应用海洋生态足迹评价三亚珊瑚礁资源的可持续利用

珊瑚礁源源小断地向人类社会提供多样的产品和服务,是宝贵的海洋资源,但珊瑚礁受自然环境变化和人类活动加剧的双重影响正处于严重退化之中.文章以三亚珊瑚礁为例,利用海洋生态足迹方法评价珊瑚礁资源的可持续利用状况.三亚源自珊瑚礁的海洋生态足迹主要来自于本地居民消费、外来旅游消费、贸易输出及其他方面.分析结果表明,近年来的海洋生态足迹已远远超出了珊瑚礁自身的生态承载力,并呈现不断增长趋势,打破了珊瑚礁资源利用的可持续性.迫切需要拓宽捕捞范围、调整渔业结构和发展生态旅游等来减少对珊瑚礁的破坏,并加强珊瑚礁的保护、管理和科学研究,以实现珊瑚礁生态资源的可持续利用.     

海南儋州海域造礁石珊瑚种类组成及动态变化研究

文章通过断面法调查分析了儋州海域海花岛沿岸、南华墟沿岸和磷枪石岛沿岸造礁石珊瑚的种类组成与群落分布,结果表明：儋州海域造礁石珊瑚共有12科25属55种,相较于此前的研究增加了10个种,优势种为斯氏角孔珊瑚、澄黄滨珊瑚、柱角孔珊瑚;活造礁石珊瑚覆盖率急剧下降,由2012年的42.92%下降至现在的22.24%,降幅高至48.18%;造礁石珊瑚死亡率高居不下,长期维持在35%左右;初级群落以团块状造礁石珊瑚为优势种的趋势愈发明显,且单一绝对优势种的情况频繁出现,说明该海域造礁石珊瑚群落受到了较为严重的破坏,导致群落退化演替,分析认为这种破坏是由自然因素和人为活动共同造成的。     

典型近岸退化珊瑚礁的成功修复案例——蜈支洲珊瑚覆盖率的恢复

在全球珊瑚礁生态系统面临退化威胁的情况下,珊瑚礁生态修复工作成为人类帮助珊瑚礁恢复健康的重要手段之一,并且在全球各个珊瑚礁区域都得到广泛应用.我国近岸珊瑚礁生态系统退化严重,本实验探讨利用珊瑚移植技术在三亚市蜈支洲岛典型的近岸珊瑚礁环境下恢复造礁石珊瑚的覆盖率,希望推动企业参与海洋生态保护并从中受益.在与当地旅游公司的...     

海南岛鹿回头珊瑚礁研究进展

前人在海南岛鹿回头珊瑚礁区所做的工作主要集中于以下三方面：(1)鹿回头珊瑚礁区地貌的粗略描述;(2)鹿回头珊瑚礁记录的古海平面研究：(3)鹿回头珊瑚礁记录的现代环境信息研究。通过野外实地考察,将鹿回头珊瑚礁分为8个生物地貌带：礁前斜坡活珊瑚带、礁缘砾石突起脊带、外礁坪带、中礁坪带、内礁坪带、海滩、沙堤、洼地,它们是全新世海平呵和气候环境变化的产物。关于本区珊瑚礁的研究,结合全球珊瑚礁与环境的研究来看,许多工作有待于展开和补充,大致可从以下4个方面进行深入研究：(1)珊瑚礁的生物地貌过程;(2)珊瑚及珊瑚礁的高分辨率环境记录;(3)珊瑚对海洋环境污染的记录：(4)珊瑚礁生态系统与社会、经济及人文系统的关系及其可持续发展。     

西沙赵述岛海域珊瑚礁生态修复效果的初步评估

珊瑚恢复是一个协助退化、受损的珊瑚礁生态系统恢复的过程.近10 a来,西沙珊瑚礁生态系统不断退化,至2009年珊瑚覆盖率已下降至不足10%.针对西沙群岛珊瑚礁生态系统的退化状况,2011年12月于西沙赵述岛海域投放人工礁基并开展珊瑚移植实验,比较了人工修复区和自然恢复区1a后的修复效果.结果显示,投放礁基且进行珊瑚移植的区域,移植珊瑚的存活率不到10%;投放礁基但未进行珊瑚移植的区域,珊瑚补充量高达6~7 ind/m2;自然恢复区其珊瑚覆盖率提高了19.4%.依据珊瑚礁生态修复效果评估方法,人工修复且进行移植珊瑚的区域的生物修复权重值为27.5,人工修复但未移植珊瑚区及自然恢复区的生物修复权重值为39.3,珊瑚修复生物指标为亚健康.我们的结果表明,在健康、有良好珊瑚幼虫补充的珊瑚礁生态系统中,珊瑚礁群落可以自行恢复,其恢复只是一个时间的问题;而在缺少珊瑚幼虫附着基底的区域,通过人为增加一些附着基底,可加速其恢复进程.     

在三亚湾环境下四种方法在五种造礁石珊瑚上移植效果的比较

珊瑚移植一直被认为是增加退化珊瑚礁上珊瑚数量的重要手段之一。为了调查多种珊瑚移植方法和不同珊瑚种类的移植效果,我们选择了已严重退化并仍面临着人类和自然环境胁迫的三亚鹿回头珊瑚礁作为移植地,对5种珊瑚共902个断枝利用4种方法进行了移植。在移植后的10个月,移植珊瑚的存活率为45.5%。移植方法对于不同珊瑚种类具有不同效果,但没有一种方法能够对所有珊瑚的移植效果产生促进作用。虽然对于叶状蔷薇珊瑚（Montipora foliosa）和风信子鹿角珊瑚（Acropora hyacinthus）来说,适合的移植方法能够减缓其死亡速率,但并不能改变其死亡趋势。叶状蔷薇珊瑚和风信子鹿角珊瑚的移植个体呈现出高死亡率和明显的存活组织面积下降,而扁枝滨珊瑚（Porites andrewsi）和丛生盔形珊瑚（Galaxea fascicularis）死亡率和组织部分死亡率则优于前两者。扁枝滨珊瑚和丛生盔形珊瑚仅在一种移植方法中出现了存活组织面积明显增长。鹿角杯形珊瑚（Pocillopora damicornis）是移植珊瑚中唯一一种在所有移植方法上都呈现珊瑚平均存活面积增长的种类。实验结果说明在受到高度胁迫的海域进行珊瑚移植很难取得满意效果,珊瑚种类的选择对胁迫环境下的珊瑚移植效果具有决定性影响,而移植方法只能在部分程度上改善移植效果,但无法弥补鹿回头环境压力对敏感种类胁迫造成的影响。在鹿回头珊瑚礁需首先治理对珊瑚造成胁迫的因子,再进行珊瑚移植,并应优先考虑移植环境耐受性高的珊瑚种类。     

基于地面3D激光扫描技术的海南岛南部海岸巨砾沉积研究

海岸巨砾沉积是反映海岸极端波浪事件活动历史的重要载体,对于预测未来海洋极端水文灾害发生趋势具有重要意义。本文基于地面3D激光扫描技术,以海南岛南部海岸大东海和小东海的海岸珊瑚巨砾沉积为研究对象,使用了Riegl VZ4000地面3D激光扫描仪精确测量了这些珊瑚巨砾的体积参数,结合水文模型计算出搬运这些巨砾所需的临界起动波高和流速,重构了极端波浪事件强度,并根据沉积学和动力学对海岸珊瑚巨砾的沉积成因进行了分析。结果表明,地面3D激光扫描技术与传统测量方式相比,具有方便、快速、高精度的优势。海南岛大、小东海堆积的珊瑚巨砾沉积是由台风波浪破碎珊瑚礁平台前缘并将碎块输运到礁平台而成的,且台风的最大强度可能接近超强台风“宝霞”。本研究可为重建南海地区古风暴活动历史,揭示该地台风活动规律以及海岸极端波浪灾害的防风减灾工作提供重要科学参考信息。     

三亚蜈支洲岛海洋牧场近岛区底表大型底栖动物群落结构及评价

三亚蜈支洲岛海洋牧场拥有丰富的岛礁生物资源。为掌握海洋牧场近岛区的底表大型底栖动物群落组成和分布特征及其影响因子、评估海洋牧场底栖生态系统健康状况, 本研究于2020—2021年进行了底表大型无脊椎动物群落季节变动的调查。结果表明: 近岛珊瑚礁区共鉴定出棘皮动物、软体动物、节肢动物3大门类90种, 其中秋季种类数最多为55种, 夏季种类数最少为16种; 底表大型底栖动物的年平均丰度为0.87±0.26ind.·m^-2, 年平均生物量为76.99±34.32g·m^-2。群落聚类分析(cluster)与多维排序尺度分析(multidimensional Scaling, MDS)表明, 该区域群落结构季节性差异不显著, 各站位间群落结构受沉积物性质以及人类活动的频繁程度的影响, 形成北部与南部区域2个聚类组。全年的物种丰富度指数d为2.7±1.16, 多样性指数H′为3.14±0.88, 均匀度指数J为0.76±0.11。基于多样性指数H'及多变量海洋生物指数(Multivariate-AZTI′s marine biotic index, M-AMBI)评价指标, 海洋牧场近岛区环境除夏季为轻度污染外, 其他季节均为无污染状态。采用动物丰度与生物量比较曲线(abundance-biomass curves, ABC曲线)法评价底栖动物群落稳定性状况得出, 除冬季以外, 其他季节底表大型底栖动物群落受到一定程度干扰, 尤其是夏季群落结构稳定性较低。建议应持续关注底表大型底栖动物群落变动, 调整、优化涉海休闲旅游活动, 以保证蜈支洲岛海洋牧场生态系统的长期健康与稳定。     

涠洲岛珊瑚礁生态恢复可行性评估及其恢复策略

广西涠洲岛地处世界珊瑚礁分布的北缘,其造礁石珊瑚具有较高的生态价值和科学研究价值,然而近30年来涠洲岛的造礁石珊瑚资源呈逐年下降趋势,正面临生物多样性衰退和生态服务功能下降的威胁。本研究针对涠洲岛珊瑚礁生态衰退区域,参照珊瑚礁生态恢复潜力评估决策流程进行恢复可行性评估和恢复策略探讨。结果显示,该区域有造礁石珊瑚5科10属21种;表征海水水质质量的6项指标均在I类水质标准范围,且常年处于贫营养化;大型海藻覆盖率不足1.00%,90.00%以上的珊瑚礁鱼类为杂食性,且该鱼类种群结构有利于调控大型海藻的暴发性生长,与大型藻类和浮游动植物的多样性相适应,适宜珊瑚生长。但该区域造礁石珊瑚平均覆盖率仅有5.60%,底质类型57.27%为礁石,34.30%的底质为非稳定的碎石和砂,珊瑚幼体补充量平均为3.17 ind/m²,珊瑚幼体更新缓慢。以上结果表明,涠洲岛珊瑚礁具有一定的自然恢复潜力,但珊瑚覆盖率低、幼体补充量少以及部分底质结构不稳定是限制涠洲岛珊瑚礁自然恢复的主要因素,需要加强人工干预。在减少人类活动干扰的前提下,适时进行园艺式培育珊瑚苗种、批量珊瑚原位种植和构建人工珊...