升温与硝酸盐加富对鹿角杯形珊瑚幼虫的生理影响

选择三亚鹿回头近岸海域常见的鹿角杯形珊瑚(Pocillopora damicornis)幼虫为研究对象,采用室内连续培养的方法,探究了升温(29℃和31℃)与硝酸盐加富(0、5、20μmol/dm^3)对鹿角杯形珊瑚幼虫共生体的生理影响。结果表明:升温和硝酸盐加富对鹿角杯形珊瑚幼虫存活率与共生虫黄藻叶绿素荧光指数(Fv/Fm)无显著影响,但对幼虫附着率的影响表现为明显的交互作用。升温条件下,各处理珊瑚幼虫附着率均显著下降,且硝酸盐加富加剧了升温对珊瑚幼虫附着率的负面影响。再者,升温对幼虫呼吸速率的影响与硝酸盐的浓度有关,5μmol/dm^3硝酸盐处理抵消了升温对幼虫呼吸的促进作用;与此同时,5μmol/dm^3硝酸盐处理提高了幼虫的净光合作用而且光合呼吸速率比(PG/RD)大于2,表明此时珊瑚幼虫共生体系光合作用固定的有机碳为净累积。综上,适量的硝酸盐加富可以缓解升温对珊瑚幼虫代谢的负面影响,但高浓度硝酸盐加富则会不利于鹿角杯形珊瑚幼虫的附着及种群的本地补充。     

海洋酸化没有显著影响成体鹿角杯形珊瑚的钙化作用和光合能力

工业革命以来,人类活动释放的大量CO2进入大气层,不仅产生严重的温室效应,也使得全球海洋出现酸化的现象。造礁珊瑚被认为是受海水酸化影响最大的类群。本研究以鹿角杯形珊瑚(Pocillopora damicornis)为研究对象,通过气体交换法模拟未来的酸化环境(2100年)研究鹿角杯形珊瑚的钙化率和光合能力(Fv/Fm)对酸化的响应。实验设置两个pH组(分别为7.8和8.1),自然光下进行4周的实验,水温控制在(27.5±1)℃。由于珊瑚等生物的代谢过程(主要是呼吸作用),实验系统的pH昼夜变化显著,酸化处理组和对照组的pH分别介于7.69~7.91和7.99~8.29。鹿角杯形珊瑚的生长率介于1.15%~2.09%/周,酸化对鹿角杯形珊瑚的钙化率和光合效率没有显著的影响,鹿角杯形珊瑚对酸化的敏感度低。对比历史研究数据,本研究的结果进一步表明酸化对造礁珊瑚的影响存在种的特异性。推测鹿角杯形珊瑚对酸化的抗性可能与该珊瑚在有光的条件下能够利用HCO-3以及能够上调钙化位点的pH有关。这种特异性的pH缓冲能力使得珊瑚能维持钙化位点钙质基质高的文石饱和度(Ωarag),因此能以小的额外能耗提高造礁珊瑚的钙化率。     

鼻形鹿角珊瑚对不同温度的响应及白化研究

通过突然升温和缓慢升温2种不同的模式,探讨了不同水温对我国一种鹿角珊瑚Acropora nasuta白化的影响,同时也探讨了珊瑚在白化过程中的适应机制。结果表明,在突然升温模式下,高温(34℃)对共生藻光合系统有非常大的破坏作用。在缓慢升温模式下,共生藻对高温(34℃)表现出了一定的耐受性。在两种不同的升温模式下,共生藻密度与单位面积叶绿素a含量的变化较一致,却与单位共生藻叶绿素a含量的变化不一致。总体而言,共生藻密度与单位面积叶绿素a含量对温度较为敏感。当单位共生藻叶绿素a含量明显下降时,珊瑚已经遭遇到较为严重的环境压力。     

鹿角珊瑚人工养殖的初步研究

为了探讨珊瑚人工养殖的基本条件和方法,分别在陆基水泥池中和海底珊瑚苗床上对3种鹿角珊瑚:粗野鹿角珊瑚(Acropora humilis)、霜鹿角珊瑚(Acropora pruinosa)和松枝鹿角珊瑚(Acropora brueggemanni)的人工养殖进行了实验。结果表明,这3种珊瑚可以在深圳市鹅公湾近岸海域的海底珊瑚苗床上常年生长;在水泥池中当水温低于14℃或高于28℃时珊瑚陆续死亡;这3种珊瑚的生长速度在适温范围内随着水温的升高而加快,最大月生长值是6.05 mm;光照对这3种珊瑚的生长有影响,直接的阳光照射会引起水泥池中珊瑚的死亡。     

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.     

海水升温对壮实鹿角珊瑚幼虫存活和附着的影响

研究海水升温对石珊瑚幼虫存活及附着的影响有助于理解和预测海洋暖化背景下幼虫的扩散和种群补充动态.探究了海水升温(+3℃)对壮实鹿角珊瑚(Acropora robusta)幼虫存活和附着的影响.两个温度下孵育7d后幼虫的存活率均大于90%,升温对珊瑚幼虫的存活并无明显的影响;在孔水石藻(Hydrolithon onkodes)诱导下,3℃的升温使珊瑚幼虫的附着率提高了75%,同时升温改变了珊瑚幼虫的附着选择:30℃下孵育7d的幼虫中附着在塑料六孔板表面的比例是27℃条件下孵育的幼虫的13倍,然而二者中附着于珊瑚藻表面和侧面骨骼的幼虫比例相近.研究表明环境温度3℃以上7d的升温处理并不影响壮实鹿角珊瑚幼虫的存活,但会促进幼虫的附着进而缩短幼虫的浮游期,升温会限制珊瑚幼虫的扩散并对排卵型珊瑚种群间的遗传连通性产生潜在影响.     

活珊瑚骨骼中的水镁石微银星石:浅海背景中极端微环境的指示物

海洋骨骼生物（如石珊瑚目）被越来越多地用作古今气候的指示物。石珊瑚的微量元素分析已被用于海水的古测温学研究（如Mitsuguchi等,1996;Marshall和McCulloch,2002）以及海岸径流（如Alibert等,2003）、污染（如Fallon等,2002）和海洋上升流（Lea等,1989）的调查,然而,骨骼碳酸盐作为海水替代物的程度要取决于它们反映周围海洋化学的情况如何。     

海水酸化和升温对孔石藻（Porolithon onkodes）共附生细菌及其诱导珊瑚幼虫附着的影响

珊瑚藻是珊瑚礁生态系统中一类主要的钙化生物,不仅能够构建、稳固礁体,而且与造礁石珊瑚关系密切,其对造礁石珊瑚幼虫附着的促进作用是退化石珊瑚群落恢复的关键。但是,面对未来气候变化,珊瑚藻对珊瑚幼虫的诱导作用会如何响应,以及该过程是否与藻体共附生细菌群落有关,目前尚不清楚。本文选取了广泛分布于我国南海珊瑚礁生态系统中的孔石藻（Porolithon onkodes）为研究对象,分别采用不同pCO2和温度培养孔石藻31 d,研究不同处理后孔石藻对鹿角杯形珊瑚幼虫附着的影响,并通过分析藻体共附生细菌群落的变化情况,探究细菌多样性与孔石藻对珊瑚幼虫诱导功能的关系。结果表明,与对照组相比,酸化（1200 ppm/1800 ppm pCO2）和升温（30 ℃/32 ℃）均没有显著影响孔石藻诱导鹿角杯形珊瑚（Pocillopora damicornis）幼虫附着,其中温度30 ℃,pCO2 1200 ppm时,珊瑚幼虫附着率最高100.00%。采用16s rRNA高通量测序技术分析了不同处理组孔石藻共附生细菌群落结构及多样性。结果表明,孔石藻共附生细菌主要由变形菌门、拟杆菌门和绿弯菌门等菌群构成,其中变形菌门含量达到40.34%~73.45%;与酸化相比,孔石藻共附生细菌群落对温度变化更敏感,其中32 ℃处理组具有更高的细菌多样性,但经Kruskal-wallis秩和检验显示不同温度和CO2浓度处理组,在门、纲、属水平上细菌多样性、丰度及组成均无显著性差异,说明孔石藻共附生细菌群落结构相对稳定,推测这可能与孔石藻诱导珊瑚幼虫附着不受温度和酸化影响密切相关。研究结果对预测未来气候变化对珊瑚礁生态系统的影响、制定珊瑚礁生态系统保护与修复策略具有重要的理论价值和生态意义。     

南沙美济礁滨珊瑚骨骼密度条带的变化

结合珊瑚骨骼X射线照片和δ18O、δ13C的年际变化,对南沙群岛美济礁滨珊瑚骨骼岩心的密度条带进行了分析,发现其密度带变化模式多样,初步可归纳为如下3种类型:(1)宽度相近的高低密度条纹均匀、相间地排列,一对高低密度条带平均宽约4 mm;(2)在骨骼主生长轴上由近于均匀分布的细密度条带组成,高低密度条带对平均宽约4 mm,但在主生长轴的两侧,多条细密度条带合成一条较宽的密度条带,高低密度条带对平均宽约10mm;(3)主生长轴上和其两侧的骨骼密度条带均由细密度条带组成,合成的高低密度条带宽分别约7和4 mm。与滨珊瑚骨骼δ18O的对比分析表明,第1种类型的细密度条带对不代表骨骼一年的伸长量,因为高低密度带和δ18O的峰值和谷值之间不存在统计学上的关系。第2种和第3种类型中由细条带组成的宽的高低密度条带对很可能是年周期性的。     

金属离子种类对珊瑚砂微生物固化影响研究

选用巴斯德芽孢杆菌,对微生物诱导钙离子、镁离子以及铁离子形成碳酸盐固化松散珊瑚砂颗粒的效果进行对比研究。试验结果表明,在相同试验方法、相同注入次数的条件下,微生物诱导形成的碳酸钙和碳酸镁能将珊瑚砂松散颗粒固化成为整体,加入铁离子的试样因为反应过程的原因没有成功。通过渗透性、干密度变化、无侧限抗压强度及微观结构等方面进行对比分析,钙离子试样相对于镁离子试样,具有固化过程平稳、干密度增量大、强度高、微观颗粒包裹更好的优点。综合试验结果得出,钙离子是现阶段微生物固化珊瑚砂较为理想的金属离子。本试验首次探讨了金属离子种类对珊瑚砂微生物固化效果的影响,为微生物固化技术提供了一定理论基础,对该技术的进一步应用具有一定借鉴意义。     

海水电沉积作用碳酸钙结晶与珊瑚骨骼晶体的比较

电沉积促进珊瑚生长和岸礁修复技术是国际上常采用的生态修复方法,但电沉积技术中电流条件与沉积晶体之间的关系却鲜有研究,关于其形成的电沉积物的晶体结构的报道更是少有。本文探索了在不同电流密度的条件下海水形成碳酸钙晶体的特点,并与珊瑚骨骼晶体进行了对比。本实验设置了300、600、900和1200 m A/m2四组电流密度,在海水中进行5 d电沉积反应,实验后称量了阴极上形成的电沉积物质量,用扫描电子显微镜和X-射线衍射分析了电沉积物中晶体特点并与珊瑚骨骼进行了比较。结果发现,随着电流密度增大,电沉积物质量增加,电流密度为600 m A/m2条件下电沉积物形成的速率与南海的滨珊瑚的生长速率相当。在各个电流密度梯度条件下形成的晶体均与珊瑚骨骼的晶体结构相似。较低电流密度下电沉积物中碳酸钙比例较高。其中,在电流密度为600 m A/m2的条件下,形成的沉积物碳酸钙文石比例最高,和珊瑚骨骼晶体最为接近。本研究为促珊瑚生长的电沉积技术提供了基础数据和理论。     

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...     

海南岛西北部海域珊瑚礁造礁石珊瑚种类组成与分布

调查了海南岛西北部海域造礁石珊瑚种类的多样性及分布.结果表明:共发现50种造礁石珊瑚和1种多孔螅.海南岛西北部造礁石珊瑚优势种为澄黄滨珊瑚(Porites lutea)和丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis),与历史资料相比优势种发生明显变化;海南岛西北部海域造礁石珊瑚覆盖率急剧下降,是由自然因素和人为活动共同造成;海南岛西北部海域是北部湾、琼州海峡和南海的重要交汇点,可能是造礁石珊瑚幼虫扩散的重要通道,对华南沿岸造礁石珊瑚资源自然恢复起到重要作用.因此,未来的海洋管理应该加强对珊瑚礁的保护力度,开发利用与环境保护并重,这样才能有效保护海南岛西北部海域的珊瑚礁.     

Rehabilitation of damaged reefs: Outcome of the use of recently broken coral fragments and healed coral fragments of pocilloporid corals on rocky boulders

The use of two types of coral transplants on rock boulders was evaluated as a low‐cost alternative for rehabilitation of live coral coverage in localities whose reef structure has been reduced considerably. Transplant success between recently broken coral fragments (BCF) and healed coral fragments (HCF) was compared assuming that initial fragmentation accelerates the attachment of corals by regeneration stimulation. Two sets of both types of transplants were started during the dry and rainy seasons to contrast the effect of environmental stability on transplant survival, vertical growth and horizontal growth over 12 months. The technique provided adequate conditions for coral development, as transplants responded satisfactorily. BCF showed higher success than HCF in attaching to the substrate (up to 98 ± 4% versus 86.4 ± 18.9% after 9 months) during both seasons and also showed a greater increase in height (209.63 ± 43.65% versus 124 ± 15.83%) and diameter (107.26 ± 25.75% versus 99.98 ± 19.74%) during the rainy season. Boat anchorage caused mortality in transplants started during the dry season (less than 10% for BCF versus 37.2% for HCF) while the impact of Hurricane Polo in October 2014 caused higher mortality in transplants started during the rainy season (up to 55%). We conclude that (i) coral transplantation on rock boulders is a good choice to restore damaged coral communities, (ii) BCF seems to be the best source of transplants for pocilloporid corals, and (iii) although high light availability during the rainy season enhances transplant growth, the stable, low energy conditions in the dry season facilitate initial transplant attachment and high survival.     

Seasonal changes of antioxidant and oxidative parameters in the coral Pocillopora capitata on the Pacific coast of Mexico

The physiological responses of the coral Pocillopora capitata to environmental conditions common in winter and summer were studied in 2007 during February–March (winter) and June–July (summer) at La Boquita reef (Manzanillo, Colima, Mexico). Shallow and deep sampling stations were established at different distances from a small jetty built next to the Juluapan Lagoon. We analyzed superoxide radicals () and lipid peroxidants (TBARS); the activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx), glutathione reductase (GR), and glutathione‐S‐transferase (GST); chlorophyll a (Chl a), zooxanthellae density (ZD); and mycosporine‐like amino acids (MAAs). Our results showed that the , TBARS, CAT, GST, MAAs, and Chl a, levels were significantly higher in summer (P < 0.05); no seasonal difference was found for GPx, GR or ZD. We found significant differences (P < 0.05) in winter only for Chl a and ZD at shallow sites and, in contrast, for at deeper sites. The results of this study indicate that increasing temperature and radiation associated with seasonal changes (from winter to summer), the efficiency of the enzymes GST, CR and GPX, and the production of MAAs together form a powerful mechanism for P. capitata to offset the detrimental effects of environmental change.     

南沙珊瑚礁对大气CO2含量上升的响应

本文利用南沙海域的碳酸盐化学以及相关调查资料，分析了表层CaCO3饱和度的分布特征，通过碳酸盐的热力学计算模式，定量评估了未来大气CO2增加对表层CaCO3饱和度的潜在影响，利用CaCO3饱和度与珊瑚钙化速率的经验关系式，进一步预测了珊瑚礁对大气CO2上升可能产生的生物地球化学响应．初步结果显示，工业革命前至2100年，南沙海域的CaCO3饱和度将下降43％左右，从而将引起珊瑚礁的平均钙化速率减少33％．如果未来大气CO2浓度继续保持目前的上升趋势，南沙海域珊瑚礁可能会停止生长，甚至某些造礁生物面，临灭绝的危险．     

Growth history of a cold-water coral covered carbonate mound — Galway Mound, Porcupine Seabight, NE-Atlantic

During the past decade, knowledge about the ecology and the environment of giant carbonate mounds has been growing continuously. However, still little is known about their growth dynamics. Three gravity cores from Galway Mound, Belgica Mound Province in the Porcupine Seabight off Ireland, were investigated for their sedimentological, geophysical and geochemical properties to get insight into the long-term development of this cold-water coral covered carbonate mound. These data were supplemented by radiometric age determinations on planktonic foraminifera and coral skeletons. The records from three different settings on Galway Mound reveal a coherent growth history that in general is similar to what is known from other carbonate mounds at the Irish margin. However, whereas other cores are often disturbed by numerous and not correlateable hiatuses, Galway Mound, in contrast, appears to be characterised by only one major hiatus representing a time gap of ~ 250 kyr. Several mechanisms are discussed in this study as possible causes for the observed stratigraphic record at Galway Mound. The most likely explanation is that the hiatus has its origin in a major mass wasting event on an instable, possibly glacial, unit that could have acted as a slip plane. The overall Late Quaternary growth history of Galway Mound fits well into existing cyclical mound development models, pointing to Galway Mound being an ‘actively growing’ mound (“coral bank stage”) at present.     

海南岛东海岸长圮海域珊瑚分布与波能的关系

造礁石珊瑚群落结构和空间分布规律的研究是珊瑚礁生态系统研究中的重要方面.研究珊瑚物种空间分布规律与波能的关系,对于研究珊瑚礁生态系统演替规律,保护和恢复珊瑚礁生态系统具有重要参考价值.文章以长圮海域波浪和造礁石珊瑚群落结构为研究对象,分析了该海域的水流和波能特征以及造礁石珊瑚的空间分布规律,探讨波浪对造礁石珊瑚空间分布规律的影响.结果显示,珊瑚随水深分布经历一个递增和递减的过程,只是不同珊瑚峰值的出现因不同水深的波浪特征而异.枝状珊瑚峰值出现在波浪作用相对较弱而光照充足的区域,而块状珊瑚由于生长速度较慢,所以在生态位上避开了生长快速的枝状珊瑚而选择了波浪作用较弱而光照不是非常充足的区域.5m水深区域鹿角珊瑚Acropora sp.和蔷薇珊瑚Montipora sp.占据优势,而8m水深区域丛生盔形珊瑚Galaxea fascicularis占据优势.