雷州半岛造礁珊瑚Porites lutea月分辨率的δ^(18)O温度计研究

对雷州半岛西南部珊瑚岸礁区1995～1997年生长的造礁珊瑚Poriteslutea的骨骼密度、生长速度和δ18O分析表明：1）造礁珊瑚骨骼的密度、生长速度和δ18O与其生存环境的表层海水温度之间存在很好的相关性，高密度、低生长速率和高δ18O值对应于冬季；2）δ18O具有明显的年际和季节性变化。根据δ18O估计的表层海水温度变化范围与实测基本一致，进一步揭示了珊瑚骨骼δ18O可作为定量研究高分辨率表层海水温度变化的温度计。

雷州半岛徐闻西岸珊瑚岸礁造礁珊瑚群落结构及其演变

雷州半岛徐闻西南海岸发育中国陆地最南端的珊瑚岸礁,这也是目前陆地海岸仅存的珊瑚岸礁。该区域内现生石珊瑚以滨珊瑚、蜂巢珊瑚、鹿角珊瑚、角蜂巢珊瑚、蔷薇珊瑚、扁脑珊瑚、牡丹珊瑚等为优势种,礁栖生物主要以软体动物和节肢动物为主,构成鹿角珊瑚―蜂巢珊瑚―滨珊瑚群落。根据珊瑚生态特征和礁坪发育的地貌特征,可以把徐闻灯楼角岸礁从岸向海分为潮间砂石覆盖带、潮下内礁坪珊瑚碎块沉积带、潮下外礁坪活珊瑚生长稀疏带和潮下礁坪外缘活珊瑚繁盛带。潮下外礁坪和礁坪外缘带以角孔珊瑚为优势种,珊瑚礁区相对海平面和表层海温的变化以及沿岸的富营养物质注入,对珊瑚礁的生长发育起着决定性作用,并从珊瑚礁的发育中可知该区珊瑚礁主要形成于全新世中期。近几年,珊瑚礁覆盖率的调查显示,气候和沿海岸城镇建设及人口增加引起的环境变化导致了本区珊瑚礁优势种的转变,并诱发了群落结构的动态变化。

海南岛鹿回头造礁珊瑚的^(14)C年代及珊瑚礁的发育演化

通过 2002 年 7 月沿鹿回头珊瑚礁坪断面方向,在原生滨珊瑚 (Porites) 礁表面进行系统采样,并进行 C 测年和年代校正,初步划分出全新世以来珊瑚礁演化的 5 个阶段:珊瑚礁繁盛期 (7 300—6 000 14cal.aBP )、珊瑚礁发育停滞期Ⅰ(6 000—4 800 cal.aBP )、珊瑚礁发展期 (4 800—3000 cal.aBP )、珊瑚礁发育停滞期Ⅱ(3 000—1000 cal.aBP ) 和现代珊瑚礁发育期 (1 000 cal.aBP 以来)。鹿回头珊瑚礁在 7 300—6 000cal.aBP 处于发育的繁盛期,已基本上形成了现代珊瑚礁的地貌格局。后来不同时期珊瑚礁是在此时期形成的礁塘或礁坑等低洼地中形成,并在鹿回头半岛两侧向外发展,现代珊瑚礁则发育于全新世珊瑚礁的外礁坪或礁前斜坡带。

pCO_2增加引起的海洋酸化对造礁珊瑚光合效率的影响

本研究采用叶绿素荧光技术,选取三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450μatm、650μatm(IPCC预测的2065年的水平)、和750μatm(IPCC预测的2100年的水平)的三个pCO2浓度梯度,监测珊瑚在不同CO2浓度下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,但随着时间延长,珊瑚荧光参数在三个浓度梯度下都会显示不同程度的下降趋势。虽然三种珊瑚对不同浓度CO2的响应程度不同,但均显示出在低浓度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pCO2浓度增加,CO2增加引起的施肥效应则愈加明显,并与酸化作用竞争,共同作用于珊瑚共生藻,使得光合荧光参数在波动中发生变化。

造礁珊瑚δ^(18)O记录的过去气候研究进展

造礁珊瑚是研究热带海洋环境变化的极好材料,珊瑚骨骼δ^(18)O分析是提示其所记录的环境信息的重要手段。近年来该领域发展很快,主要表现在:(1)δ^(18)O分析的分辨率和分析精度都大大提高,时间分辨率一般可达李,高者已达到月和周,δ^(18)O的分析精确度一般在0.008％以下.(2)认识到影响骨骼δ^(18)O的因素主要为海水表层温度(SST)、海水δ^(18)O组分、珊瑚生长率和取样技术等,不同生长区域,影响珊瑚骨骼δ^(18)O的主要因素和影响程度不一致。(3)通过对珊瑚δ^(18)O的分析,揭示和重建SST、降雨、El Nino等多种环境信息。关于南海造礁珊瑚δ^(18)O的研究工作正在进行之中。

造礁珊瑚骨骼δ^(13)C及其反映的环境信息研究概况

造礁珊瑚骨骼δ^(13)C是记录环境变化的重要参数之一,本文总结了其研究概况:(1)光合作用及与之相关的环境参数如日照、云量等是影响珊瑚骨骼δ^(13)C的主要因素;(2)珊瑚骨骼δ^(13)C能揭示日照时数、ENSO等环境信息;(3)珊瑚骨骼δ^(13)C与δ^(18)O有正相关、负相关和无相关3种情况,可以解释相应的环境状况.

海洋物理化学因素对造礁珊瑚生长的影响

通过对现有资料的分析,研究了环境单因子改变对造礁珊瑚的影响.珊瑚礁发育受海平面控制,形成与海平面动荡相适应的功能骨架.大气CO2浓度升高易引起海水CO23-浓度下降,降低CaCO3各种矿物(文石、方解石等)饱和度,减缓造礁珊瑚石灰化过程,对珊瑚礁生态系统赖以生存的海洋环境构成严重威胁.文石海的高x(Mg)/x(Ca)值不利于古代低镁方解石质四射珊瑚的生长,而对现代文石质的六射珊瑚有利.富营养化水体易诱发共生藻游离出珊瑚宿主,造成珊瑚白化甚至死亡.

广西涠洲岛造礁珊瑚种群结构的空间分布

对2007年和2008年调查的涠洲岛沿岸海域垂直海岸方向的6条主剖面上20条分断面的影像资料、样品鉴定等资料的分析,涠洲岛石珊瑚共出现10科22属46种,9个未定种;角蜂巢珊瑚属(Favites)、滨珊瑚属(Porites)、蔷薇珊瑚属(Montipora)为优势类群,其属级重要值百分比分别为25.78%、17.47%、15.11%;各主剖面珊瑚种群优势类群分布各有差异,以西南部的W2、东北部的W5的珊瑚属种为较多,均为8科13属,其石珊瑚属种分布均匀度略高;涠洲岛珊瑚分布自岸向海分为砂砾及珊瑚断枝带、石珊瑚稀疏带、石珊瑚繁盛带、柳珊瑚繁盛带4个生物地貌带,石珊瑚分布较多的石珊瑚繁盛带主要分布于-1.39—-5 m的水深范围内。石珊瑚形态组合以块状/亚块状与板块状为主要类型,覆盖程度以块状/亚块状占优。调查区受1998年的"厄尔尼诺现象"引起的全球性极高温事件和2008年1—2月的极低温气候事件及地域性不合理人类活动胁迫影响较大,枝状形态石珊瑚覆盖度、优势程度下降,已退出属种优势组合。

造礁珊瑚碳、氮、硼同位素的海洋酸化指示意义

大气CO_2体积分数升高导致的海洋酸化不仅会降低海水p H,还会改变其碳酸盐平衡体系,使得海水中文石饱和度(Ω)降低,相应地会降低珊瑚钙化的速率。已有研究表明:珊瑚骨骼δ^(11)3C、δ^(11)B和δ^(15)N具有记录Suess Effect、生物生产力、海水p H值以及营养源的能力;主要表现为:δ^(11)B记录的p H值、δ^(11)3C记录的海水无机碳库(DIC)δ^(11)3C和生物生产力,以及δ^(15)N记录的陆源物质输送量相结合,可用来指示受季风影响的南海"大陆架碳泵"和近海污染与海洋酸化的联系。目前关于珊瑚对海洋酸化的记录研究仍相对较少,珊瑚碳-氮-硼同位素组合的应用将会加深对于海洋酸化与气候变率和全球碳、氮循环的关系的认识,可能成为揭示海水p H值变化规律性的重要手段。

鹿回头岸礁区4种造礁珊瑚中可培养细菌的多样性

采用稀释涂布平板法,分离三亚鹿回头岸礁区4种造礁珊瑚及其周围海水中的细菌,并基于16S r RNA基因序列进行了系统发育分析,从而探讨造礁珊瑚中可培养细菌的物种多样性。从澄黄滨珊瑚(Porites lutea)、鹿角珊瑚(Acropora sp.)、盔形珊瑚(Galaxea sp.)、扁脑珊瑚(Platygyra sp.)样品中分别分离获得细菌60、61、54、20株,从珊瑚周边海水中分离获得细菌31株。16S r RNA基因序列分析表明,珊瑚来源的细菌分布于放线菌门(Actinobacteria)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。在属级水平上对4种珊瑚及海水来源细菌群落组成分析,发现在4种珊瑚中均有分布的属有3个,为Brachybacterium、Microbacterium和Ruegeria,珊瑚来源细菌类群有一定差异。同时发现4种珊瑚来源细菌与海水来源细菌类群差异较大。在分离的菌株中,有7株菌与已有效描述的细菌物种典型菌株的全长16S r RNA基因相似性低于97%,代表着潜在新属或新种。试验结果表明,三亚鹿回头岸礁区珊瑚中存在较为丰富的细菌多样性,并潜藏较多的新物种资源。

中国的造礁珊瑚

作为物质的存在,人们对珊瑚并不陌生,然而对于珊瑚是动物还是植物,中国的造礁珊瑚等问题,许多人并不熟悉。姗瑚与珊瑚礁在我国台湾和海南岛。人们曾把易打磨的珊瑚礁用来砌房子、铺路和造凳子、桌子等。农民用它来烧石灰作肥。

巴布亚新几内亚合恩半岛晚第四纪上升珊瑚礁造礁珊瑚的成岩历史

更新世以来,剧烈的构造运动已将巴布亚新几内亚合恩半岛东北海岸的晚第四纪珊瑚礁阶地抬升上千米.阶地中造礁珊瑚的成岩变化和成岩产物的组构特征反映了该礁的成岩历史,充分体现该区快速构造上升的影响.海水潜流带和淡水渗流带为上升礁的主要成岩环境.生物钻孔、生物碎屑填隙、珊瑚文石针粗化、珊瑚骨骼的溶解和新生变形转化,以及其不同矿物成分和组构的种种胶结物的胶结作用是造礁珊瑚经历的主要成岩作用.地球化学资料表明其成岩变化发生于开放的化学体系之中.

造礁珊瑚骨骼氮同位素研究进展

造礁珊瑚这一生物碳酸岩作为珊瑚礁生态系统的主体,具有对环境变化十分敏感、文石骨骼年际生长纹层清晰、年生长率高、易于精准定年、能够可靠记录其生长环境变化等特点,是研究环境变化的重要载体之一。由于人类对沿海的过度开发,近几十年来,全球范围内的珊瑚在不断退化。氮作为营养元素之一,能够用作了解珊瑚生命生长活动的指标,氮同位素(δ^(15)N)能很好地反映氮源变化和氮的生物地球化学循环,如记录近岸氮排放和氮循环等。国内外已经发表了较多关于珊瑚骨骼δ^(15)N的研究,但尚缺少综述性文章。从氮源示踪、氮循环和骨骼δ^(15)N测试手段综述造礁珊瑚骨骼δ^(15)N的研究现状,认为目前多数研究集中在珊瑚记录氮源变化历史方面,且主要关注人为因素对珊瑚生态系统的影响。未来应该发挥珊瑚骨骼δ^(15)N示踪的能力,开展更多不同海域和不同时间尺度的珊瑚骨骼δ^(15)N研究,探索建立新的测试技术,结合其他地球化学指标以区分生理信号和环境信号的重叠。这对利用珊瑚骨骼δ^(15)N重建古海洋环境和研究现今的环境污染问题都有着重要意义。

三种造礁珊瑚对不同钙离子浓度的生理响应

为了了解不同造礁珊瑚的生长对海水Ca^(2+)浓度变化的响应规律,本研究以浅杯排孔珊瑚(Seriatopora caliendrum)、丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis)和指状蔷薇珊瑚(Montipora digitata)3种造礁珊瑚为对象,测定了它们在180、250、320、390、460和530 mg·L^(-1)6个Ca^(2+)浓度下的钙化率、最大光量子产量(Fv/Fm)和实际光量子产量(ΦPSⅡ)的变化。结果表明:低Ca^(2+)浓度(180 mg·L^(-1))导致3种珊瑚的钙化率均显著降低(P<0.05);随着Ca^(2+)浓度的增加,浅杯排孔珊瑚和指状蔷薇珊瑚的钙化率呈倒抛物线变化,即先上升后降低,并在320~390 mg·L^(-1)浓度时达到峰值;丛生盔形珊瑚钙化率在低Ca^(2+)浓度处理时(180~320 mg·L^(-1))随Ca^(2+)浓度上升而增加,而后趋于平稳;实验14天后,浅杯排孔珊瑚共生虫黄藻Fv/Fm和ΦPSⅡ随Ca^(2+)浓度的增加呈先上升后下降的变化趋势,过低或过高的Ca^(2+)浓度均会对浅杯排孔珊瑚的生理造成一定的胁迫;与第1天相比,实验处理14天后的丛生盔形珊瑚共生虫黄藻Fv/Fm不存在显著性差异,ΦPSⅡ显著上升;不同珊瑚对Ca^(2+)浓度变化的生理响应具有差异性,针对不同造礁珊瑚种类的室内人工繁育时,需密切关注养殖体系中Ca^(2+)浓度变化,并适时调整,以维持其最佳生长效率。

三亚造礁石珊瑚虫黄藻光合作用效率的日周期及其调控因素

珊瑚与虫黄藻的共生是珊瑚礁生态系统最基本的生态特征,虫黄藻光合作用效率直接决定着珊瑚的健康状况。本研究对海南三亚鹿回头珊瑚礁礁坪上5种典型珊瑚(澄黄滨珊瑚Porites lutea、丛生盔形珊瑚Galaxea fascicularis、标准蜂巢珊瑚Favia speciosa、多弯角蜂巢珊瑚Goniastrea favulus和伞房鹿角珊瑚Acropora corymbosa)共生藻的实际光量子产量ΦPSⅡ进行了连续5日的现场监测,并同时监测了该海域的7种环境参数(温度、盐度、溶解氧、pH、海水中二氧化碳分压pCO2、辐射和潮位),旨在探索鹿回头海域珊瑚共生虫黄藻光合作用的日变化规律及其调控因素。结果表明,珊瑚共生虫黄藻光合作用效率和各环境参数都存在明显的日变化,但共生藻光合作用效率主要受光合有效辐射强度(photosynthetic active radiation,PAR)所调控,其次是温度和潮位变化。澄黄滨珊瑚的共生藻光合作用最易受到环境因素的影响。

涠洲岛造礁石珊瑚群落变化特征及其环境影响因子

以涠洲岛造礁石珊瑚群落为研究对象,分析其群落物种组成、多样性、Raunkiaer频度和种间Spearman轶相关,探讨群落组成与水环境因子的相关性,并结合近10年来涠洲岛造礁石珊瑚变化情况,找出涠洲岛造礁石珊瑚群落的主导影响因素。结果表明:(1)近10年来涠洲岛造礁石珊瑚覆盖率显著降低,珊瑚形态组成趋于块状化,尽管珊瑚群落多样性较高,但群落分布较松散,群落结构较不稳定,部分优势种种间竞争较激烈。(2)悬浮物含量是影响石珊瑚群落最显著的环境因子。石珊瑚优势种群在不同水深中分布差异显著,泥沙覆盖率、营养盐对不同石珊瑚种群影响差异较大,大型海藻覆盖率在局部区域对优势珊瑚形成较强的竞争关系。(3)营养盐和泥沙沉积物的增加与涠洲岛近海养殖业及生活排污、海岸工程及海岸侵蚀密切相关。

造礁珊瑚共附生微生物信号分子的研究进展

珊瑚礁是海洋中最重要的生态系统之一,具有极高的初级生产力.然而在全球气候变化和人类活动的双重压力影响下,其健康和稳定性受到不断的挑战.造礁珊瑚及其共附生微生物共同组成"珊瑚-微生物"共生体,共附生微生物和珊瑚的健康密切相关.化学信号分子介导的微生物间及微生物和宿主间的相互作用是珊瑚共附生微生物群落演变的内在驱动力.文章总结了几类重要的造礁珊瑚共附生微生物的信号分子,包括N-酰基高丝氨酸内酯(N-acyl homoserine lactone, AHL)类的密度感应(quorum sensing, QS)信号分子、二甲基巯基丙酸内盐(dimethylsulfoniopropionate, DMSP)、一氧化氮(nitric oxide, NO)以及活性氧(reactive oxygen species, ROS)在微生物间以及微生物和珊瑚互作中媒介作用的研究进展,比如AHL信号分子介导的微生物间的协作和竞争、DMSP和NO介导的微生物和宿主的相互作用以及环境胁迫下珊瑚和微生物对ROS响应过程,并探讨了未来研究方向.珊瑚共附生微生物可影响珊瑚的环境适应能力,进一步深入研究信号分子传导通路的分子机制可从驯化珊瑚共附生微生物群落的角度为造礁珊瑚礁生态系统恢复和保护提供新思路.

南海雷州半岛造礁珊瑚的质谱铀系年代及全新世高海面

报道了发育在南海雷州半岛灯楼角滨珊瑚Ｐｏｒｉｔｅｓ ｌｕｔｅａ的热电离质谱（ＴＩＭＳ）铀系年龄，结果表明，该珊瑚礁坪共有７个年龄组，分别为：（７１２５±９６）， （６７６４±２９），（５８２６±３７），（５００６±５４），（２５４３±２４），（１９１５±１５）和（１５１３±２２）日历年．５０％的珊瑚年龄落在７２００～６６００日历年之间，表明此阶段为珊瑚礁发育的鼎盛期，也是海平面的相对稳定期和气候的最适期． 考虑到：（１）灯楼角礁顶面高出潮高基准面１．６～２．５ｍ；（２）南海现代滨珊瑚生长于潮高基准面至少１．０ｍ以下；（３）珊瑚礁顶部２０～３０ｃｍ礁体已剥蚀；（４）该地区自中全新世以来地壳沉降幅度可忽略不计，我们推断上述７个珊瑚生长年龄组反映了至少两期高海面（７２００～５０００和２５００～１５００日历年），并且高出现代海面至少２．９～３．８ｍ．

南海造礁珊瑚Favia palauensis营养方式的空间差异及其对环境适应性的影响

造礁珊瑚具有自养/异养双重营养模式.但是珊瑚能否通过调节其营养方式以提高其应对不同环境胁迫的能力,目前仍不清楚.文章以中国南海不同纬度礁区(三亚鹿回头、西沙群岛和南沙群岛)的70个帛琉蜂巢珊瑚(Favia palauensis)样品为材料,利用同位素地球化学指标(珊瑚骨骼δ^(13)C(δ^(13)C_(s))、虫黄藻δ^(13)C(δ^(13)C_(z))、宿主有机质δ^(13)C(δ^(13)C_(h))以及δ^(13)C_(h)和δ^(13)C_(z)之间的差值(Δ^(h-z )^(13)C)),结合共生虫黄藻密度(ZD)、共生组织生物量等珊瑚的生理指标和环境参数,研究了南海Favia palauensis营养方式的空间差异及其受控因素,探讨了营养方式的灵活性调节对其环境适应性的潜在影响.结果显示:南海北部三亚鹿回头珊瑚具有较高的ZD和δ^(13)C_(z)值,表明该区域的珊瑚比南海中部西沙和南部南沙群岛的珊瑚有更高的自养能力;而西沙和南沙群岛的珊瑚具有相对低的δ^(13)C_(h)和Δ^(h-z) ^(13)C值,意味着该区域的珊瑚比三亚鹿回头的珊瑚有更高的异养摄食能力.此外,珊瑚共生组织生物量、δ^(13)C_(s)与Δ^(h-z) ^(13)C之间的负相关关系,表明珊瑚共生体所产生的有机物质越多,珊瑚的异养摄食强度越大.珊瑚营养模式的空间差异表明,当外部环境条件和/或其自身生理指标发生改变时,珊瑚会调节其营养方式.这种光合自养与异养营养之间的动态调节机制对提高珊瑚的环境适应性具有重要意义.