珊瑚岛礁淡水透镜体的数值模拟

论述了珊瑚岛礁地下淡水资源-淡水透镜体的形成、特征和影响因素。用质量守恒,Darey定律和Ghyben-Herzbeg关系导出了淡水透镜体的数学模型,用有限差分法计算了西沙永兴岛淡水透镜体的包络面,与实测值比较误差在3％～15％之间。为科学开发西沙地下淡水资源提供了可靠的数学工具。     

全球海平面变化与中国珊瑚礁

本文以政府间气候变化专业委员会（IPCC）于2001年专门报告中关于21世纪内全球气候变化的温度和海平面变化的预估为前提。简要介绍了中国珊瑚礁的定位、类型和分布,对其进行了成熟度分类,评估了全球海平面变化对中国珊瑚礁的影响。据预测,21世纪我国各海域海平面上升以南海最大,为32 ~ 98cm,其平均上升速率为0.32 ~ 0.98cm/a。从海平面上升速率与珊瑚礁生长速率的理论对比分析,中国珊瑚礁基本上能与前者同步生长,即使海平面以预估高值上升,也不会威胁其生存。从中国珊瑚礁成熟度较高、其生长趋势以侧向生长为主的现实状况出发,未来全球海平面上升能为其创造向上生长的有利条件。从古地理学“将古论今”观点出发,自全新世6000aBP以来曾存在过的高海平面和较高表层海水温度的历史,也可以佐证,21世纪的全球海平面上升不会对中国珊瑚礁的存在和发育造成威胁。现存的珊瑚礁岛应对于全球海平面上升,可以做到“水涨岛高”,它们能够屹立于上升了的未来海平面之上;但对于岛上的人工建筑物则会被浸、被淹,或被淘蚀和破坏,因此必须根据海平面上升的幅度和速率,采取相应的防御措施。     

基于PSR模型的珊瑚礁生态系统健康评价指标体系的构建与应用

运用压力-状态-响应（pressure-state-response,PSR）模型,采用生态系统健康理论评价珊瑚礁生态状况.借鉴国内外现有生态系统评价方法,结合珊瑚礁生态系统的特点,建立适合我国国情的珊瑚礁生态系统评价方法和模式,并对我国典型海域珊瑚礁生态健康状况进行评价,以期为我国典型珊瑚礁生态系统健康状况提供基础资料.评价结果显示东山、涠洲岛、海南东部珊瑚礁生态健康状况为健康,徐闻和西沙海域珊瑚礁生态健康状况为亚健康,评价结果与我国相关生态监控区调查结果基本一致.     

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.     

砗磲研究现状及在我国南海开展养殖的前景

砗磲是软体动物门瓣鳃纲砗磲科生物的统称,广泛分布于热带珊瑚礁海域。20世纪八九十年代,澳大利亚、美国以及菲律宾等太平洋岛屿国家集中开展了砗磲增养殖及与之相关的生理、生态和经济学等基础研究。砗磲通过与其共生的虫黄藻获得营养,这一特性使得砗磲生长速度极快。砗磲的单位面积保有量可达400t·hm-2,使得它们在热带珊瑚礁海域中具有重要的生态学和养殖意义。不仅如此,砗磲在其生长过程中所体现出来的珊瑚礁修复价值以及碳汇渔业价值对于海洋开发和保护都有着极其重要的意义。同时,我国南海拥有环境优越的广阔热带海域,可开展砗磲养殖的面积达3000km2以上。结合以上认识,作者认为砗磲养殖具有形成热带海洋贝类养殖重大产业的潜力,可以为我国南海珊瑚礁保护和生态文明建设工程提供支撑。     

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。     

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。     

Integration of sedimentology and ground‐penetrating radar for high‐resolution imaging of a carbonate platform

Ground‐penetrating radar has not been applied widely to the recognition of ancient carbonate platform geometries. This article reports the results of an integrated study performed on an Upper Jurassic outcrop from the south‐east Paris basin, where coral bioherms laterally change into prograding depositional sequences. Ground‐penetrating radar profiles illustrate the different bedding planes and major erosional unconformities visible at outcrop. A ground‐penetrating radar profile conducted at the base of the cliff displays a palaeotopographic surface on which the outcropping bioherms settled. The excellent penetration depths of the ground‐penetrating radar (20 m with a monostatic 200 MHz antenna) images the carbonate platform geometries, ranging between outcrop workscale (a few metres) and seismic scale (several hundreds of metres). This study supports recent evidence of icehouse conditions and induced sea‐level fluctuations controlling the Upper Jurassic carbonate production.     

Growth patterns of the last ice age coral terraces at Huon Peninsula

At Huon Peninsula, Papua New Guinea, prolific coral growth during the last-glacial was episodic and in response to a series of sea-level rises. The resultant step-like coral terraces are currently situated from 20 m up to 140 m above sea-level due to continuous tectonic uplift of the Peninsula. The sea-level rises were in response to periodic partial disintegration of Northern Hemisphere ice sheets associated with severe climate swings and occurred within decadal timescales. The relatively rapid 15 m to 35 m rise in sea-levels exposed new head-room for corals to colonize. The resulting terrace structures contain individual corals that do not appear to have grown sequentially in time and with elevation. Additionally, following the peak, sea level fell relatively slowly over several thousand years and corals grew and filled in the flanks of the terrace such that younger corals now occupy lower elevations. We have labeled these structures “pack-up” reefs. This is in contrast to coral terraces formed during major sea-level rises from glacial to interglacial or glacial to interstadial transitions where the rate of sea level rise is commensurate with coral growth rates and corals can keep up with sea-level rise by growing on top of each other in a time orderly sequence. Deriving sea-level information from pack-up terraces is difficult and is likely to be ambiguous. The periodic fluctuations in climate were associated with atmospheric radiocarbon swings that seem to have varied smoothly with time. The same corals that show a scatter in stratigraphic temporal ordering appear regularly distributed in time and with radiocarbon content attesting to the veracity of the age measurements and at the same time confirm the disordered distribution of corals in “pack-up” type reefs.