西沙群岛珊瑚礁测年与解析

采用14C、230Th/234U和电子自旋共振（ESR）等多种测年方法对西沙群岛珊瑚礁的年龄进行了对比研究,发现不同测年方法得到的年龄差别很大。应用不同测年方法的原理对年龄进行了解析,结合珊瑚礁的矿物组成,推算出石岛珊瑚礁样品的原生珊瑚形成时间约为30 000 aBP;在6 000～7 000 aBP,随着海平面的下降,珊瑚矿物组分开始发生变化,并在约5 000 aBP通过碳酸盐胶结形成较为致密的珊瑚礁。本研究解释了测年方法不同得出的年龄不一致的问题,为今后珊瑚礁测年研究提供了一种较为合理的解决思路。     

深海碳酸盐岩ESR测年信号的热力学特征

ESR测年方法的年代范围可以从数百年到几百万年,但在较老的深海碳酸盐岩测年研究中,ESR测年信号的平均寿命较短,其年龄极限受到质疑。利用较老的深海碳酸盐岩进行了ESR测年信号的热力学特征研究,同时估算了深海碳酸盐岩的平均寿命。研究结果表明：单一级热动力学模式不适于深海碳酸盐岩样品的平均寿命估算,而双一级动力学模式是一种较好的估算方法。经估算,深海碳酸盐岩试样的平均寿命为5.14 Ma,年龄为320±50 ka,与铀系不平衡法测得的365±49 ka具有较好的一致性。     

海南岛西北部更新世海相地层的石英ESR测年探讨

利用石英ESR测年法对海南岛西北部出露海相地层的上部和下部进行了定年,尝试获得该出露地层的年龄范围,并探讨石英ESR法在热带海相地层年代学研究中的适用性。结果显示,上部地层年龄为(33±6.6)～(53±10.6) ka,下部地层年龄为(1 835±202)～(2 567±256)ka,反映了该地层的沉积时代基本属于更新世。根据各样品ESR信号强度与辐照剂量的线性拟合结果判断,7个样品中以最顶部和最底部2个样品的拟合度最佳,而且最底部样品的ESR信号强度随辐照剂量增大而趋于饱和,表明上部地层年龄以51±8.9 ka最为可靠,地层的底部则可能超出了更新世。本次研究是石英ESR测年法在我国热带海岸更新世海相地层的探讨性应用,其研究结果是下一步采用其他顺磁中心对该地层开展全面和深入的石英ESR测年的重要基础,同时也为更新世其他海相地层的ESR年代学研究提供参考。     

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。     

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。     

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...     

全球变暖导致珊瑚礁脱色与死亡

全球珊瑚礁联盟的主席托马斯·戈雷奥与海洋学家雷蒙德·海斯经过10年的调查研究,最近发表了世界上第一份有关全球珊瑚礁脱色现象的调研报告。他们发现,从1983年至1991年,珊瑚脱色现象日益严重,将这种情况与同期海洋平均温度的卫星数据相比较后,他们认为,造成珊瑚脱色的主要原因是异常升高的海洋温度,很可能与全球气候变暖有关。     

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.     

珊瑚礁对热液流体的地球化学记录——来自南海西沙永兴岛珊瑚礁稀土元素的证据

碳酸盐岩中稀土元素的含量、配分模式及元素异常记录了周围沉积水体的特征,能够很好地指示古海洋及沉积环境。珊瑚具有的高分辨率和稀土元素的高稳定性的特点,能够忠实地记录周围海水的地球化学特征。本文以南海西沙宣德环礁永兴岛142～84 ka发育的珊瑚礁为研究对象,通过主微量元素含量,尤其是稀土元素含量及其配分图解,判断珊瑚礁形成时周围水体的特征。结果表明自142 ka以来,永兴岛大部分珊瑚礁具有正常海相碳酸盐岩的稀土配分特征,表现为LREE亏损,Ce负异常及高的Y/Ho比值,表明周围水体属于开阔的浅海,但是位于23 m处(年龄为114 ka)的滨珊瑚骨骼格架除了有正常海相碳酸盐岩的特征外,还具有明显的Eu正异常,这表明其形成时有热液流体的加入。经过模型计算,认为在滨珊瑚骨骼格架的生长阶段,至少有0.1%的热液加入周围的海水中。通过资料查询和年龄对比,认为这些热液可能与高尖石岛或海南岛火山活动有关。     

pCO2增加引起的海洋酸化对造礁珊瑚光合效率的影响研究

海洋酸化是近年来人类所遇到的重大全球环境问题之一,它指的是大气CO2浓度增加引起的海水pH降低的现象。海洋酸化已经威胁到珊瑚礁及其它钙质生物的生存与发展。近期的预测模型与野外实验均表明,海洋酸化的后果可能比以前想象的更为严峻。本研究采用叶绿素荧光技术,选取3种鹿回头珊瑚礁区常见的珊瑚种类（Acropora valida、Galaxea astreata和Favites abdita）,分别设置海水环境为450 μatm、650 μatm（IPCC预测的2065年的水平）和750 μatm（IPCC预测的2100年的水平）的3个pCO2浓度梯度,监测珊瑚在不同CO2浓度背景下10天内的光合荧光参数的变化。实验结果表明,水体pCO2为650μatm时,珊瑚的总体光合效率最高,但随着时间的延长,珊瑚荧光参数在3个浓度梯度下都会显示不同程度的下降趋势。虽然3种珊瑚对不同浓度CO2响应的程度不同,但基本上显示出,在低浓度pCO2时,pH下降引起的酸化作用控制着珊瑚共生藻的光合效率;而随着浓度的增加,CO2增加引起的施肥效应愈加明显,与酸化作用竞争,共同作用于珊瑚共生藻,使得光合荧光参数在波动中变化。     

ESR and U-series ages of coral reef samples from shallow drill holes in the South China Sea

The ages of coral reef samples from several shallow drill holes in the South China Sea are determined by ESR and U-series (230Th/234U) methods. The experimental results show ideal agreement between ESR and U-series ages and that the coral reefs were formed in the early Holocene. In the determination of natural total dose of coral reef by use of the additive dose method good results can be obtained by exponential fitting, no matter how the effect of dose saturation is. It was found that the ratio of the natural ESR signal intensity ( I0) to the ESR signal intensity at dose saturation ( Imax) of sample can reflect the significance of a irradiation efficiency-k value. Using the k value of sample determined by the formula given in this paper, the precision of ESR dating of marine carbonates can be improved.     

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.     

Antibacterial substance from mucus of a scleractinian coral, Symphyllia gigantea

Coral mucus covers the surface of coral and contains antibacterial substances as a first line of defense. Coral mucus not only enables the coral itself to resist disease, but also provides antibacterial agents for people. We collected mucus from a scleractinian coral (Symphyllia gigantea) at Sta. Sanya (China), then extracted the antibacterial substances using 10% glacial acetic acid with the help of antiprotease inhibitors, and tested the antibacterial activity by a terrestrial bacterium (Staphylococcus aureus) and a marine bacterium (Vibrio anguillarum). The result showed that, there were antibacterial agents in the mucus, and their antibacterial activities were lost by treatment of the sample at 90 ℃ water for 10 min.     

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。     

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。     

珊瑚礁的成岩作用:来自南海永兴岛珊瑚礁的原位地球化学研究

珊瑚礁的地球化学特征记录了其形成时周围海水的状况,能够反映古海洋、古气候和古环境变化;然而珊瑚礁形成过程中及其形成后,容易受到成岩作用的影响,导致其矿物组成和地球化学特征发生变化;因此,在对珊瑚礁的研究中,首先要识别出保存原始沉积特征的组分,并排除后期成岩改造的影响.以西沙群岛永兴岛的SSZK1珊瑚礁钻孔岩心为研究对象...     

Quantifying the impact of watershed urbanization on a coral reef: Maunalua Bay,Hawaii

Human activities in the watersheds surrounding Maunalua Bay, Oahu, Hawaii, have lead to the degradation of coastal coral reefs affecting populations of marine organisms of ecological, economic and cultural value. Urbanization, stream channelization, breaching of a peninsula, seawalls, and dredging on the east side of the bay have resulted in increased volumes and residence time of polluted runoff waters, eutrophication, trapping of terrigenous sediments, and the formation of a permanent nepheloid layer. The ecosystem collapse on the east side of the bay and the prevailing westward longshore current have resulted in the collapse of the coral and coralline algae population on the west side of the bay. In turn this has lead to a decrease in carbonate sediment production through bio-erosion as well as a disintegration of the dead coral and coralline algae, leading to sediment starvation and increased wave breaking on the coast and thus increased coastal erosion. The field data and resulting coral reef ecohydrology model presented in this paper demonstrate and quantify the importance of biophysical processes leading to coral reef degradation as the result of urbanization. Coral restoration in Maunalua Bay will require an integrated ecosystem approach.     

Sinularia属短指软珊瑚化学成分及生理活性的研究概况

已进行化学成分研究的Sinularia属短指软珊瑚有42个种，主要化学成分有萜类、甾醇类、含氮化合物和一些长链脂肪酸、酯、醇类等。其中一些化学成分结构新颖，具有较好的生理活性。综述了国内外有关该属短指软珊瑚化学成分及生理活性的研究概况。     

丛生盔形珊瑚共生体及骨骼的形态研究

"共生"和"钙化"一直是珊瑚生物生态学研究中两个最核心的问题,为加深对珊瑚共生和钙化生物过程的理解,以丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis)作为研究模型,通过透射电镜和扫描电镜研究珊瑚共生体的细胞显微结构及骨骼的形态特征,并利用电感耦合等离子体质谱(Inductively Coupled Plasma...