冷水珊瑚礁研究进展与评述

相比浅海暖水珊瑚礁,对深海的冷水珊瑚礁研究相对薄弱。近年来随着水下机器人和深潜器技术的进步,国际上兴起了深海珊瑚礁研究热潮。文章综述了：1）冷水石珊瑚的物种多样性及格局分布特征;2）冷水石珊瑚的生长特征及测量方法;3）冷水珊瑚礁的类型、形成机制与演化过程;4）海洋酸化对冷水珊瑚礁的影响;5）冷水石珊瑚对海洋古环境的记录等。最后提出中国南海冷水珊瑚礁研究展望,建议开展探测南海冷水珊瑚礁的分布,监测珊瑚礁区的生态环境,分析冷水石珊瑚群落特征,探讨冷水珊瑚礁对海洋酸化的响应机制,并利用南海冷水石珊瑚重建南海冷水珊瑚礁的发育历史及所记录的古海洋环境等研究工作。     

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。     

南海珊瑚礁人工岛淡水透镜体形成过程及影响因素

中国目前在珊瑚礁上建设人工岛的目标是建成生态宜居岛屿,人工岛地下海水在降雨入渗驱替作用下逐渐淡化,形成的淡水透镜体是支撑岛屿生态系统的重要水源。本文针对南海珊瑚礁普遍存在的上土下岩的二元地质结构,考虑不同测量方法得到的南海人工岛填筑所用珊瑚砂渗透系数存在较大差异,建立了珊瑚礁人工岛淡水驱替海水形成淡水透镜体的动态模拟模型,对南海某珊瑚礁人工岛开展了系列数值模拟研究。结果表明,人工岛礁二元地质结构不同的渗透性对人工岛淡水开始形成时间无明显影响,填岛完成2年左右的时间可观测到淡水,估计（或理论计算）在10~20年内可形成相对稳定的淡水透镜体;在人工岛面积达到一定规模的前提下,全新世珊瑚砂沉积物渗透性是控制人工岛礁淡水透镜体的主要因素,能够形成的淡水透镜体体积随渗透系数增大而呈对数减小,并且淡水透镜体体积随全新世沉积物渗透性增大而减小的速率较淡水透镜体厚度更加显著;淡水透镜体越过不整合面进入更新世礁灰岩后,由于含水层渗透系数突然增大,淡水透镜体向水平方向扩展,在礁灰岩顶界形成“髭”状淡水体。     

岩溶地区岩土工程特性及基础施工的分析

随着我国经济社会的不断发展,社会对建筑项目工程的质量要求越来越高。在项目工程的施工环境中,岩溶地区非常特殊,岩溶地区的岩土工程特性会影响项目工程的质量,因此建筑行业在施工之前,必须对岩溶地区的各项要素进行分析。本文将具体探讨岩溶地区岩土工程特性及基础施工的问题,希望能为相关人士提供一些参考。     

沙米淀粉的结构及理化特性研究进展

苋科藜亚科植物沙蓬（Agriophyllum squarrosum）是一种未来作物。沙蓬种子俗称沙米,含有丰富的蛋白质、必需氨基酸、不饱和脂肪酸等营养物质。淀粉占沙米粒重的43.85%以上。沙米淀粉颗粒为球形,表面光滑,平均粒径约1μm,晶体结构为A型。沙米原生淀粉糊化黏度和糊化焓较高,热稳定性较好。湿热和超声处理后的沙米淀粉颗粒变粗糙,仍能保持A型晶型,糊化温度变高,热焓值降低,慢消化淀粉及抗性淀粉含量增加。沙米淀粉的结构和理化特性、功能属性及改性后的变化特征是沙米在食品及其他行业中综合开发利用的理论依据。     

珊瑚礁连通性研究进展

综述了国外近20 a珊瑚礁连通性的研究简史,总结了珊瑚礁连通性研究的方法,阐述了"珊瑚礁连通性"的研究对珊瑚礁生态系统管理的重要意义。中国的珊瑚礁连通性研究刚起步,离国外还有很大差距,今后应加强珊瑚幼虫扩散路径、珊瑚群体内(群体间)遗传分化、遗传距离、基因流的研究,对我国海域珊瑚幼虫扩散的走廊加以保护。     

南海珊瑚礁经济价值评估

根据已有的基础数据、国外文献资料及野外调查资料,利用生产效益法和数值转移法估算南海珊瑚礁的经济价值（包括渔业经济价值、海岸保护价值、旅游休闲价值、生物多样性价值）以及由于过度捕捞、破坏性捕捞和陆源沉积物污染而造成其经济价值的损失。结果显示：南海珊瑚礁年经济价值为156.5亿元,其中渔业价值占90%,为140.4亿元;其次是海岸保护价值,占5.5%,为8.7亿元;而旅游休闲价值和生物多样性价值分别为5.3亿元和2.1亿元。珊瑚礁如果维持可持续利用的状态,并考虑10%的贴现率,未来20 a珊瑚礁总的经济价值为1 370亿元。由于南海珊瑚礁面临最大的威胁是人类不合理的利用,其对今后20 a珊瑚礁带来的经济损失是258.8亿元,其中因破坏性捕捞造成的损失为249.6亿元,占总经济价值损失的96.4%,而因过度性捕捞和陆源沉积物造成的经济损失分别是3.3亿元和5.9亿元。人类干扰对今后20 a南海珊瑚礁造成的经济价值损失占未来20 a南海珊瑚礁总经济价值的18.98%。     

华南大陆沿岸珊瑚礁的特点与分析

华南大陆沿岸不乏造礁石珊瑚生长,但能成礁的仅在西部广西涠洲岛、斜阳岛和广东雷州半岛西南海岸,均为岸礁,累计礁体长约63 km,约占华南大陆(含近岸岛屿)岸线的1%,礁厚1~4 m,总面积约45 km2。礁体在全新世中期形成,胶结程度差,内礁坪部分已被沿岸泥沙覆盖,活珊瑚种类较少。进入全新世晚期,环境条件发生变化,冬季表层平均水温略低,沿岸泥沙运动活跃,人类生产活动对水质的影响等,珊瑚礁发育受到制约。但在西部海岸局部地方造礁珊瑚仍然顽强地生长,礁体向海拓展。预测未来冬季水温升高,更有利于珊瑚礁自然恢复。     

基于Reef Check调查的涠洲岛珊瑚礁生态状况评价

采用Reef Check（珊瑚礁健康调查法）和珊瑚礁生态系统健康指标因素分析法,对广西北海涠洲岛珊瑚礁健康状况进行评价。Reef Check调查从2001―2012年共进行了11 a,调查区为涠洲岛的竹蔗簝、公山、牛背坑3个地点,调查项目包括鱼类、无脊椎动物、珊瑚礁底质。调查结果表明：涠洲岛周边不同区域的珊瑚礁生态状况有较大差异,在竹蔗簝和牛背坑调查区的珊瑚礁覆盖率较为稳定;而在公山调查区,则发现珊瑚在2002年间出现了大面积死亡的情况,至今尚未恢复。利用珊瑚礁生态系统健康指标因素分析法对涠洲岛珊瑚礁健康状况进行评价,结果表明：竹蔗簝和牛背坑的珊瑚礁健康状态相似,都属于一般,其中牛背坑略好,而公山的珊瑚礁健康状态较差。     

全球变化下中国南海诸岛珊瑚礁热压力临时避难所研究

选取第五次耦合模式比较计划(CMIP5)模式中较适宜于南海海表面温度(SST)模拟的加拿大地球系统模式(CanESM2),并获取其在IPCC RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5温室气体排放情景下模拟的2006-2100年南海SST数据。基于南海诸岛珊瑚礁和线性回归方法分析了RCPs情景下的珊瑚礁区夏季SST上升趋势,并基于热周指数(DHW, Degree Heating Weeks)及年白化时间指数分析了RCPs情景下的南海诸岛珊瑚礁热压力临时避难所,主要得出以下结论:①RCPs情景下,明显变暖的珊瑚礁海域均为南沙群岛;②年白化时间不晚于全球珊瑚礁平均年白化时间的珊瑚礁像元占南海诸岛总珊瑚礁像元的比例,在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下分别为17%、29%和42%,均分布在南沙群岛;③RCPs情景下,较高纬度的西沙群岛、中沙群岛和南沙群岛北部为未来南海诸岛珊瑚礁热压力临时避难所。     

叶绿素荧光技术在珊瑚礁研究中的应用

珊瑚礁生态系统最基本的生态特征是虫黄藻与珊瑚虫的共生,虫黄藻的光合作用在珊瑚礁生态系统中发挥着重要作用,因此用于测定植物光合作用的叶绿素荧光技术在认识珊瑚礁生态系统中得到越来越广泛的应用。应用方面主要包括:①揭示珊瑚共生藻光生理学原理;②探索珊瑚白化的机制;③监测及预警珊瑚白化事件;④研究珊瑚对污染的响应;⑤监测珊瑚对水体浑浊的响应;⑥探寻珊瑚礁生态模式。叶绿素荧光技术具有快速、灵敏和非破坏性测量等优点,在造礁珊瑚生理生态研究方面将有广阔的应用前景。     

珊瑚礁岛屿淡水透镜体研究综述

淡水透镜体是珊瑚礁岛屿上重要的地下淡水资源,对于满足人们的日常生活需要和维护珊瑚礁岛屿的生态系统非常关键。文章回顾了国内外珊瑚礁岛屿淡水透镜体的研究历程,介绍了它的理论和特征,综述了其发育和演化与岛屿的水文地质、气候、潮汐、地形和植被等的关系。另外,自然压力,诸如干旱、海水入侵、海平面升高和岛的机械侵蚀等,以及人为压力,如过多抽取淡水、污染、地形改变和海岸工程等,都对珊瑚礁岛屿淡水透镜体的稳定造成了威胁,对这类干扰方面的研究也有很多。文章还介绍了常用的淡水透镜体研究模型,包括物理模型、解析模型和数学模型,并对其在淡水透镜体中的研究应用作了概述。对中国珊瑚礁岛屿淡水透镜体的研究现状也作了介绍,研究涉及西沙群岛永兴岛珊瑚礁淡水透镜体的厚度、抽取地下水导致的倒锥现象和生物修复等方面。最后,文章对南海珊瑚礁岛屿淡水透镜体的研究作出展望,提出开展对南海其他珊瑚礁岛屿淡水透镜体的研究工作,以及如何使抽取的地下水除污并可供饮用。     

北部湾涠洲岛珊瑚礁的研究历史、现状与特色

分析多年来涠洲岛珊瑚礁的研究成果,得出以下认识：1）近20多年来涠洲岛活珊瑚覆盖率呈快速下降趋势,北部活珊瑚覆盖率由2005年的63.70%下降到2010年的12.10%,东南部由1991年的60.00%下降到2010年的17.58%,西南部由1991年的80.00%下降到2010年的8.45%;2）处于相对高纬度区域的涠洲岛珊瑚礁,是研究全球气候变暖背景下珊瑚向高纬度或相对高纬度海域迁移的珊瑚避难所这一假说的理想区域;3）涠洲岛的珊瑚礁直接发育于火山基岩之上,是检验达尔文关于环礁成因假说的理想场所;4）涠洲岛珊瑚礁主要受到极端气候事件与人类活动的双重影响,是研究珊瑚礁响应人类活动和极端气候事件的天然实验室。因此,涠洲岛珊瑚礁除了与其他珊瑚礁一样具备重要的资源、生态与环境特征之外,还具有独特的科学研究价值,需要引起高度重视并进行有效保护,为南海珊瑚的北向迁移创造条件。     

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。