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他们在海底“种”珊瑚

2020-09-14 08:44:52 来源:人民日报

  维护海洋环境和海岸安全,海南南海热带海洋研究所研究团队——

  在海底“种”珊瑚

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  成片的珊瑚及珊瑚礁,是天然的防波堤,能够有效减弱海浪对海岸的冲击。然而,珊瑚礁曾在一些海域逐步消失。

  采取科学的方式修复珊瑚,对维护海洋环境和海岸安全具有重要意义。在海南省三亚市凤凰岛西侧海域,多年来,研究人员年复一年地在海底“种”珊瑚。

热海所科研人员在海底修复珊瑚。海南热海所供图

  珊瑚移植筏抵达试验海域后,研究人员换上潜水服,向海中一跃——这是海南南海热带海洋研究所(以下简称“热海所”)珊瑚养殖组研究人员工作的日常。

  在海上试验平台上,热海所所长陈宏正带领研究团队把采集来的珊瑚亲本分解成小块,绑在苗床上。稍后,这些珊瑚苗床将被种入海中。白天试验、晚上研究,他们心底一直酝酿着一个计划——在海底建起一座美丽的珊瑚花圃,培育百万株珊瑚。

  海底试验一波三折,危险与收获并存

  在凤凰岛西侧海域,成片的珊瑚浮翠流丹、层层叠叠。但在10年前,这里还是另一番景象。只在凤凰岛西侧有少量的珊瑚礁,而活着的珊瑚更是难得一见。

  2011年6月8日,凤凰岛珊瑚礁生态修复工程正式开始。这一天,在三亚市原海洋与渔业局的支持下,热海所研究团队在凤凰岛西侧、白排礁灯塔附近的海域试验性地投下了一块约500斤重的人工珊瑚礁,上面附着当年培育的石珊瑚苗。

  “在河口地区污染及退化性水域开展珊瑚礁生态修复,无论是技术还是模式,几乎没有现成的路可以走。”陈宏告诉记者,试验一开始,难题就出现了。凤凰岛人工造岛之前,石珊瑚的自然分布深度可达5至6米。而在试验区域,水深4米以下很难见到珊瑚,残存的极少量珊瑚主要分布在深度2米左右的浅水区。研究团队开展调查后发现,由于水动力变弱,沉积物增多,透明度降低,新生的珊瑚苗无法在4米以下的深处附着生长。随后,研究团队及时调整了试验方案。

  在海底试种珊瑚充满不确定性,同时危险重重。若不幸遇上台风,刚开始培育的珊瑚苗种,就会在剧烈的波浪冲击下荡然无存。陈宏介绍,试种珊瑚的海域,透明度经常不到1米,水下伸手不见五指。一次水中作业时,他被废弃的渔网缠住,经同伴帮助才化险为夷。

  不过,艰苦和危险之后,常常会有惊喜与收获。“我们发现,珊瑚苗在受到伤害时,会形成愈伤组织,周边还会出现大量的新生水螅体。这些水螅体竟能够演化成为珊瑚体,这一发现为研究珊瑚的无性繁殖技术提供了启发。”陈宏介绍,一个水螅体的周围会生长出4至7个新芽,新芽逐渐发展成为珊瑚苗,这大大促进了珊瑚的繁殖速度和产量。

  2016年,受台风影响,一部分珊瑚被破坏。研究所便采用无性繁殖的方式,重新培育出4万株珊瑚苗,形成了1500平方米的珊瑚礁群雏形。在2017年年初,研究团队对试种的珊瑚生长情况开展“回访”统计:2016年种下的该批珊瑚成活率大于95%,开局取得了进展。2017年,热海所在凤凰岛海域又培育了10.13万株珊瑚苗。

  充分了解每种珊瑚的个性,培育共生物种

  解决了珊瑚繁育问题,如何使珊瑚长得美、长得快,成为热海所研究团队最关心的问题。据介绍,每种珊瑚的生存习性都有差异,只有充分了解其个性,才能精准地为它们创造良好的自然条件。

  珊瑚的健康成长,离不开共生生物的陪伴。有研究表明,共生关系是珊瑚礁生态系统赖以维系与生长的基础,热海所办公室主任李玉蓉介绍:“我们发现,货贝与软珊瑚存在共生关系——货贝清除软珊瑚体表的有害微藻,而软珊瑚则为货贝提供生存空间。”

  “还有许多共生组合,例如虫黄藻与石珊瑚。石珊瑚需要碳来源,其利用虫黄藻呼吸代谢产生的二氧化碳,通过酶的作用,发展为碳酸钙骨骼,以促进珊瑚礁形成。”李玉蓉告诉记者,如果没有虫黄藻,也就没有缤纷奇异的珊瑚礁岛屿和沙洲。

  也就是说,利用好虫黄藻,有助于石珊瑚的茁壮成长。由于虫黄藻对光照强度有特定需求,热海所研究团队进行珊瑚礁生态修复研究时,充分考虑虫黄藻的光线需求,安放不同的防护设施。

  此外,要让珊瑚壮起来、水面亮起来,可以采用许多其他的生物手段。热海所研究培育组组长吕洪生告诉记者,一些海洋生物,对净化海水水质、提高珊瑚生长速度有较好效果。

  2016—2019年,在崖州湾等试验海域,研究团队投放了20个牡蛎滤床,总共培育了100万个牡蛎苗及贻贝。一段时间以后,在海南省陵水县新村潟湖,一些海洋生物滤床附近的珊瑚区,透明度平均提高12%以上。“牡蛎滤床在一定程度上改善了珊瑚礁区的海水质量,提高了虫黄藻进行光合作用的能力。”陈宏解释道。

  后来,在珊瑚礁生态修复工作中,研究团队根据生态系统的链式关系,培育与珊瑚密切相关的共生物种,如净化水质的贝类、降低水质富营养化和提高物种多样性的大型藻类,使珊瑚礁生态系统更加完善。

  把试验平台搬到海面上,让珊瑚完全拥抱自然

  崖州湾海域,3万株红色的柳珊瑚苗种已经成活,1万株本地特有的滨珊瑚苗长势喜人。2013—2020年,7年间,热海所研究团队还在鸭公岛和全富岛之间的海域培育出成片的珊瑚“花园”。近10年间,他们在一些海域内培育了23万株珊瑚。

  珊瑚研究和试种的成果,离不开试验平台的保障。早在1996年,陈宏便在海南省陵水县新村潟湖建设培育平台。

  2018年,热海所在崖州湾海域建立了新的试验平台——海上珊瑚养殖平台。该平台为木质浮式平台,面积120平方米,配套4个高密度立体养殖专用笼。

  “平台具有良好的水质环境,避免了建设陆上养殖车间而消耗大量成本;平台上还配备了太阳能发电系统和试验室,可充分利用太阳光,从而节约养殖车间能耗。”吕洪生说。在漂浮于海面的平台上,珊瑚及共生生物完全“拥抱”自然,其创造的生长环境比室内养殖设施更为优异。

  “未来的珊瑚花园,将是同时具备旅游观赏、环境保护、科学研究三位一体的综合性生态系统。”陈宏表示,在接下来的研究中,研究团队将逐步构建物种信息库、建立珊瑚及其伴生物种的人工扩繁体系。研究团队希望,海底珊瑚成群,种下的珊瑚苗能健康繁育、五彩缤纷,为海洋世界增添一抹亮色。(记者  朱荣鹏)

编辑:姚怡梦

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