三亚凤凰岛造礁石珊瑚迁移效果研究

造礁石珊瑚既是构成珊瑚礁生态系统中的关键功能生物,也是国家二级保护野生动物,其数量的快速衰退已引起了广泛关注,因此近年来我国对造礁石珊瑚以及珊瑚礁生态系统的保护正在逐步加强。海岸工程易对周边的珊瑚礁造成严重影响,实施保护性迁移是降低工程对造礁石珊瑚影响的重要手段。为研究海南热带海域造礁石珊瑚迁移方法以及迁移保护的效果,我们对三亚凤凰岛二期项目拆除工程影响海域内的造礁石珊瑚实施了保护性迁移及监测。迁移造礁石珊瑚个体共计16634株,包括鹿角珊瑚属、牡丹珊瑚属、滨珊瑚属等18属造礁石珊瑚种类。迁移个体分别迁移至鹿回头海域6210株与西岛海域10424株。迁移珊瑚采用了三种移植方法,分别为铆钉移植、小型移植礁体移植与直接摆放。在迁移至鹿回头和西岛两地8个月后,迁移珊瑚平均存活率均在80%以上,两地迁移珊瑚的总存活率为86.24%。调查的结果显示,铆钉移植的方法存活率最高,小型移植礁体和直接摆放的两种移植方法存活率稍低。迁移至西岛的珊瑚8个月平均生长了3.03cm,的增长率为23.31%,而鹿回头迁入的珊瑚平均生长了6.15cm,增长率为58.74%,高于迁移至西岛的珊瑚。迁移采用的三种移植方法的8个月的存活率均高于75%,并且珊瑚的生长速率较好,说明珊瑚适应迁入区环境。由以上结果来看,此次保护性迁移珊瑚数量多,涉及的珊瑚种类广,在迁移后经受过两次台风的影响,迁移结果具有一定的代表性。本研究中,珊瑚迁移的效果达到了保护受拆除工程影响的造礁石珊瑚的目的,可为未来的珊瑚迁移性保护提供重要经验。

海南临高红牌-马袅沿岸海域造礁石珊瑚群落结构及其环境影响因子

为查明海南临高红牌—马袅沿岸海域造礁石珊瑚群落结构及其环境因子,于2023年3月18—23日对该区域开展造礁石珊瑚群落、底质类型、悬浮物沉降速率和水环境因子调查。结果显示:(1)本区域造礁石珊瑚共鉴定13科24属42种和7未定种,其覆盖率均值为(18.05±10.53)%,集中分布在水深1.0~2.5m;(2)造礁石珊瑚优势种以团块状或皮壳状生长型为主,死造礁石珊瑚覆盖率(>2年)与活造礁石珊瑚覆盖率、Shannon多样性指数呈显著负相关,而Shannon多样性指数与Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数呈显著正相关,这表明伴随造礁石珊瑚的死亡,其覆盖率和物种多样性显著降低;(3)死造礁石珊瑚覆盖率与砂质底覆盖率呈显著正相关,而与pH呈显著负相关;Pielou均匀度指数与溶解氧和悬浮物沉积物速率呈显著负相关性;水体浊度与光合有效辐射漫衰减系数Kd-PAR(diffuse attenuation coefficient of the photosynthetically active radiation)呈显著正相关,且其均值(3.81±1.10)NTU(nephelometric turbidity unit)已超过影响造礁石珊瑚生长的胁迫阈值(3NTU)。这些结果表明,海底砂质覆盖率、悬浮物沉降速率、浊度、pH、溶解氧和Kd-PAR等是影响该海域造礁石珊瑚群落结构的重要环境因子。综上,临高红牌—马袅沿岸海域是造礁石珊瑚分布热点之一,具有较高物种多样性和覆盖率。然而,该区域造礁石珊瑚垂直分布范围较窄,且正面临多重环境因子胁迫,需要采取有效措施进行及时保护。

微电流对大鹏湾造礁石珊瑚种苗存活率及生长状况的影响

为研究造礁石珊瑚种苗在微电流作用下的存活和生长状况,以深圳市大鹏半岛大鹏湾霜鹿角珊瑚(Acropora pruinosa)、澄黄滨珊瑚(Porites lutea)、盾形陀螺珊瑚(Turbinaria peltata)、十字牡丹珊瑚(Pavona decussata)、膨胀蔷薇珊瑚(Montipora turgescens)为研究对象,在300 d的实验周期内,将电压为6、12、18 V的微电流分别作用于造礁石珊瑚种苗,分析比较不同电压微电流作用下各种造礁石珊瑚种苗的存活率及生长情况。在实验期间海水中pH值、溶解氧和营养盐的变化范围不大,微电流作用后,珊瑚脱落率由3.33%-6.67%降低到0.00%-5.00%,其中澄黄滨珊瑚6、12 V电压实验组的珊瑚脱落率降至0;珊瑚种苗存活率由91.67%-93.33%提升到93.33%-98.33%。不同种类的造礁石珊瑚生长率和生长速度受微电流促进效果不同,霜鹿角珊瑚的生长率最高,十字牡丹珊瑚的生长率最低;当电压为12 V时,微电流对霜鹿角珊瑚、十字牡丹珊瑚、澄黄滨珊瑚、膨胀蔷薇珊瑚、盾形陀螺珊瑚的存活状况和生长速度影响效果最佳。微电流通过促进造礁石珊瑚组织的延伸,降低了造礁石珊瑚种苗培育过程中的脱落率,并提高了造礁石珊瑚种苗的存活率和生长速度。

黄色系硅化造礁石珊瑚的结构特征及颜色成因研究

近些年,黄色系硅化造礁石珊瑚以其独特的花纹和美丽的颜色受到了人们的关注和喜爱。为充分认识硅化造礁石珊瑚的结构特征及颜色成因,本文采用X射线粉末衍射仪、偏光显微镜、热场发射扫描电子显微镜、紫外-可见光分光光度计和拉曼光谱仪对3块天然黄色系硅化造礁石珊瑚进行了研究。结果表明:所研究的硅化造礁石珊瑚空腔区与隔片区石英颗粒的形态、种类及分布特征不同。当隔片和体壁所围成的空腔或是共骨之间的空腔足够大时,沿空腔内壁到中心,石英颗粒的种类和形态从不规则的细粒→他形的中粒→他形-半自形粗粒;当空腔受到挤压时,石英颗粒主要为他形或似纤维状的细粒石英。隔片区的石英颗粒主要为细粒石英。在偏光显微镜下观察到的黄色-褐红色的矿物经证实为针铁矿和赤铁矿,其中赤铁矿是黄色系硅化造礁石珊瑚的主要致色矿物。受造礁石珊瑚骨骼结构的影响,微观上针铁矿和赤铁矿总是以色素点的方式存在于极细粒或细粒石英颗粒的间隙,宏观上富集于隔片区和空腔边缘。

西沙永乐环礁造礁石珊瑚共生体对低光环境的生理响应

光照是影响造礁石珊瑚生长与分布的重要因素之一,但目前关于造礁石珊瑚对低光环境的响应特征与适应性尚不清楚。本研究以西沙常见的疣状杯形珊瑚(Pocillopora verrucosa)、澄黄滨珊瑚(Porites lutea)和翘齿盘星珊瑚(Dipsastraea matthaii)为研究对象,于2021年春季在永乐环礁10m水深处开展了为期1周的原位遮光实验,其中遮光实验组与正常对照组相比光强削减了80%~90%,其日间有效光辐射(photosynthetically active radiation,PAR)为20.2~41.5μmol photons·m^(−2)·s^(−1)。实验结果显示,弱光状态下疣状杯形珊瑚、澄黄滨珊瑚和翘齿盘星珊瑚的实际光量子产量(ΦPSII)明显升高,最大电子传递速率(r-ETR_(max))和饱和辐射光强(Ek)出现了下降的现象,同时三种珊瑚的共生藻密度(翘齿盘星珊瑚除外)、叶绿素a含量、组织生物量和组织厚度出现了不同程度的下降,其中以澄黄滨珊瑚的变化最为显著,其共生藻密度下降了14.2%,组织生物量下降了32.9%。短期弱光限制中,造礁石珊瑚能够通过提高自身的实际光合效率或(和)降低虫黄藻密度适应光强的不足,但珊瑚共生体通过光合作用转化的能量短期内无法满足珊瑚宿主自身正常生长的代谢需求,因而出现消耗大于获得、珊瑚组织生物量和组织厚度短暂下降的情况。

深圳东部海域造礁石珊瑚资源分布及其群落健康评价

采用边界摸查与截线样条法对深圳东部海域的造礁石珊瑚资源分布及其多样性进行全面调查,并对其群落生态系统健康状况进行了分析评价。结果表明,深圳东部海域共有造礁石珊瑚群落密集分布区37片,其中23片为重点分布区,总分布面积为193.73 hm^(2);共有造礁石珊瑚67种,分隶于13科及1个未定类,25属;优势种前三位为澄黄滨珊瑚(Porites lutea)、肉质扁脑珊瑚(Platygyra carnosus)和翼形蔷薇珊瑚(Montipora peltiformis);造礁石珊瑚覆盖度均值为37.58%,其中站位16的覆盖度最高,为57.33%;站位2最低,为14.89%;丰度(d)、种类多样性指数(H′)、均匀度(J)均值分别为5.32、2.71和0.81;死亡率均值为8.23%,平均补充量均值为3.66 ind/m^(2);深圳东部海域造礁石珊瑚群落生态系统健康状况良好,其中鹅公湾、大鹿湾、西涌—东涌及杨梅坑海域为健康状态,梅沙—溪涌、大澳湾及茅东湾海域为亚健康状态。本研究对深圳东部海域造礁石珊瑚资源进行全面调查和评估,并对资源保护和生态系统健康发展提出做好规划与布局,制定相应保护及修复规划,设立监测站位,加强研究并建立修复示范区,联动公众与社会科普等5条建议,可为区域造礁石珊瑚群落的保护、管理、恢复、重建和可持续发展提供参考。

近40年来大亚湾造礁石珊瑚群落结构的演变分析

本研究采用文献调研、现场调查和室内模拟试验等方法对大亚湾造礁石珊瑚的种群结构演变及其成因进行了探讨。2020年7月现场调查共发现造礁石珊瑚39种,块状的扁脑(Platygyra)、蜂巢(Favia)和角蜂巢(Favites)等是湾内优势珊瑚。1983/1984-2020年,大亚湾珊瑚群落演变的主要特征是曾经优势的鹿角珊瑚(Acropora)和蔷薇珊瑚(Montipora)从湾内基本消失。综合全球珊瑚礁退化大背景和大亚湾独特的水环境分析发现:大亚湾珊瑚群落退化是多方面因素共同作用的结果,其中珊瑚本身的脆弱性和环境中持续的夏季异常高温与低溶解氧含量的共同作用可能是湾内霜鹿角珊瑚(A.pruinosa)退化的主要原因。从湾内珊瑚群落恢复的种源考量,建议加强对刷洲东岛珊瑚群落的保护。

西沙生态监控区造礁石珊瑚退化原因分析

2005—2009年对西沙生态监控区5个站位(永兴岛、石岛、西沙洲、赵述岛和北岛)造礁石珊瑚种类、覆盖度、补充量及其主要环境因子进行了调查。研究结果表明,西沙生态监控区造礁石珊瑚呈现逐年退化趋势,活造礁石珊瑚覆盖率从2005年的65%下降到2009年的7.93%,而死珊瑚覆盖率变化则相反,从2005年的4.70%增加到2009年的72.90%。新生珊瑚的补充量也越来越小,2005年为1.21个/m3,而2009年仅为0.07个/m3。进一步分析表明,引起西沙生态监控区造礁石珊瑚退化的原因很多,如生物侵蚀、水温升高、海水酸化和过度捕捞等,而长棘海星大面积暴发是导致西沙生态监控区造礁石珊瑚退化的主要原因。

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。

珠江口万山群岛海域造礁石珊瑚群落分布与保护

通过2008年对珠江口万山群岛造礁石珊瑚群落结构和分布的调查研究,结合走访资料以及历史文献和数据的分析,对比了2005年佳蓬列岛造礁石珊瑚群落的调查结果,掌握了珠江口万山群岛造礁石珊瑚群落的现状,造礁石珊瑚覆盖率从以前的48.2%降低到20%以下。同时讨论了珠江口万山群岛造礁石珊瑚群落面临的生存威胁和亟待加强保护的迫切需要,提出保护和管理珠江口万山群岛造礁石珊瑚群落的建议,希望完善可持续的生态开发与和谐的生态保护的管理体系。

运用PCR-RFLP方法研究三亚鹿回头岸礁造礁石珊瑚共生藻的组成

造礁石珊瑚共生藻的系统分类研究对于理解珊瑚礁生态系统对全球变化的响应具有十分重要的意义。本研究利用PCR技术扩增核糖体基因大亚基片段以及限制性片段长度多态性(RFLP)的方法,对海南三亚鹿回头岸礁的8科14属22种造礁石珊瑚的共生藻组成进行了研究。结果表明鹿回头岸礁造礁石珊瑚共生藻以C系群为优势系群,偶尔发现D系群与鹿角杯形珊瑚(Pocilolpora damicornis)和黄癣蜂巢珊瑚(Favia favus)共生;另外丑鹿角珊瑚(Acropora horrida)和丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis)可以同时与C系群和D系群共生。共生多型性的发现暗示珊瑚与共生藻的共生关系具有灵活性。研究结果同样显示共生藻的核糖体基因大片段的DNA多态性偏低。未来应该结合其他的分子标记对鹿回头岸礁造礁石珊瑚共生藻的DNA多态性进行更深入的研究。

造礁石珊瑚与其共生藻(Symbiodinium)共生研究进展

对造礁石珊瑚与其共生藻共生研究现状及其在全球变化下的适应能力进行较全面的综述。造礁石珊瑚与遗传和生理功能独特的共生藻组成内共生关系是成功演化的范例。近年来对珊瑚共生体的分子系统学研究表明共生藻遗传多样性极为丰富,当前认为共生藻属至少包括8个(A—H)各自包含亚系群的世系或系群。珊瑚-共生藻共生功能体对诸如全球变化引起的海水温度上升等环境变化十分敏感。由于珊瑚以及珊瑚礁面临气候变化的严峻挑战,对珊瑚与其共生藻共生关系和共生功体适应能力的研究将是未来重要的研究领域之一。

福建东山岛附近海域造礁石珊瑚共生藻的分子系统分类和遗传多样性研究

本研究利用核糖体大亚基5′端序列PCR-RFLP以及转录单元内间隔区(Internal TranscribedSpacer,ITS)序列分析相结合的方法,首次对福建东山岛附近海域3种优势种类造礁石珊瑚共生藻进行了分子系统分类和遗传多样性研究.PCR-RFLP分析发现东山岛附近海域3种优势种类造礁石珊瑚共生藻都属于C系群共生藻,而ITS序列的序列分析结果表明东山岛附近海域3种优势种类造礁石珊瑚共生藻都属于C1亚系群.研究结果表明ITS序列进化速度快,适合于造礁石珊瑚共生藻属亚系群水平的鉴定.而东山岛附近海域造礁石珊瑚共生藻的多样性低,暗示东山岛附近海域造礁石珊瑚共生藻共生系统面对外界环境压力的适应能力较低.

南沙群岛渚碧礁海域造礁石珊瑚群落特征

根据2007年5月的调查资料,对南沙群岛渚碧礁海域造礁石珊瑚的群落结构、种类组成、覆盖率和死亡率等进行了分析研究.鉴定出的造礁石珊瑚有74种,其中鹿角珊瑚科(Acroporidae)种类最多.渚碧礁海域造礁石珊瑚群落澙湖内外差别较大,澙湖内造礁石珊瑚覆盖率和健康状况明显优于澙湖外,但是两者的死亡率都较高.礁坪和澙湖的优势种不同且优势度较高(优势度>40%),其中细柱滨珊瑚(Porites cylindrica)在澙湖内占主导地位(优势度:47.20%),而澙湖外以疣状杯形珊瑚(Pocillopora verrucosa)为主导(优势度:54.88%).造礁石珊瑚大量死亡的原因可能是自然因素和人类活动共同造成的,必须加以关注.

三亚造礁石珊瑚虫黄藻光合作用效率的日变化规律

对海南三亚鹿回头珊瑚礁礁坪上块状类型的粗糙菊花珊瑚Goniastrea aspera、澄黄滨珊瑚Porites lutea和枝状类型的指状蔷薇珊瑚Montipora digitata的虫黄藻光合作用的有效光量子产量Fv/Fm′(Fv为可变荧光值,Fm′为光适应后的最大荧光值)开展了连续4d的现场监测,旨在了解珊瑚共生虫黄藻光合作用效率的日变化规律。结果表明:1)3种造礁珊瑚虫黄藻的Fv/Fm′与太阳辐射、温度呈现良好的负相关性,即太阳辐射越强、温度越高珊瑚虫黄藻的Fv/Fm′就越低,其中Fv/Fm′与太阳辐射的相关性高于与温度的相关性。2)珊瑚虫黄藻能够利用日照光进行光合作用,但存在一定的阈值,当光合有效辐射强度PAR<250μmol.(m2.s)?1时,珊瑚虫黄藻的有效光量子产量Fv/Fm′随着光强增强而增强,超过这一辐射强度时,珊瑚虫黄藻的Fv/Fm′迅速降低。3)从珊瑚虫黄藻的有效光量子产量Fv/Fm′的日变化看,粗糙菊花珊瑚虫黄藻的日变化幅度最小,澄黄滨珊瑚和指状蔷薇珊瑚的变化幅度接近。

造礁石珊瑚的分子系统学研究进展

综述了造礁石珊瑚系统发生关系和分类的研究现状,重点概述了造礁石珊瑚的分类和遗传多样性在分子生物学领域的研究进展。目前采用的进行造礁石珊瑚分类和遗传多样性研究的分子生物学方法,主要弥补了造礁石珊瑚在传统形态分类学上无法准确界定的缺点,其中核糖体RNA和线粒体DNA序列分析是目前对造礁石珊瑚分子进化和系统发育研究最有效的方法。最后,对未来造礁石珊瑚的分类和遗传多样性研究做了展望,对珊瑚礁框架生物造礁石珊瑚进行分类和遗传多样性的研究,将有助于为珊瑚礁生态系统的保护和恢复提供理论基础。

涠洲岛西南部海域造礁石珊瑚的群落结构特征分析

采用2019年5月14−22日开展的断面法调查数据,分析了涠洲岛西南部海域的造礁石珊瑚群落结构特征。结果表明:涠洲岛西南部海域造礁石珊瑚共有9科38种,优势种为滨珊瑚(Porites sp.)、秘密角蜂巢珊瑚(Favites abdita)、斯氏角孔珊瑚(Goniopora stutchburyi)等团块状珊瑚。活造礁石珊瑚覆盖率为5.20%~31.20%,平均值为16.66%,远离海岸或靠近海岸但水较深的站位覆盖率较高。石珊瑚补充量较低、病害少、死亡率较低。造礁石珊瑚群落的物种多样性、优势度、均匀度互相呈显著正相关关系(p<0.05)。靠近岩壁的站位,水较深且船舶通行和游客潜水等影响较少,活造礁石珊瑚覆盖率和多样性程度均较高。受侵蚀海岸悬浮泥沙和潜水旅游影响较大的砂质岸段站位,活造礁石珊瑚覆盖率最低、优势种的优势度最高、多样性程度相对较低。人为活动、西南季风、风暴潮、海岸侵蚀悬沙、极端气候是影响涠洲岛西南部海域造礁石珊瑚礁生态系统的主要因素。

两种造礁石珊瑚共生藻分子系统分类及其对水温升高的响应研究

珊瑚白化是导致全球珊瑚礁生态系统衰退的最重要原因之一,野外观察结果表明不同种属的造礁石珊瑚对于海水温度升高的耐受性有所差异。选取多孔鹿角珊瑚(Acropora millepora)和丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis)为研究对象,比较其共生藻在温度升高时的光生理差异。对多孔鹿角珊瑚和丛生盔形珊瑚共生藻的分子系统学研究结果表明:多孔鹿角珊瑚和丛生盔形珊瑚的共生藻属于不同系群,丛生盔形珊瑚共生藻属于D系群,而多孔鹿角珊瑚共生藻属于C1亚系群。当温度升高到30℃时并未对两种造礁石珊瑚共生藻光合系统Ⅱ造成损害,而当温度升高到34℃时两种造礁石珊瑚共生藻的Fv/Fm值急剧下降,其光合系统Ⅱ遭受损害。多孔鹿角珊瑚和丛生盔形珊瑚分别与不同系群的共生藻共生可能是导致其对海水温度升高耐受性不同的主要原因,与C1亚系群共生藻共生的多孔鹿角珊瑚对水温升高敏感,容易白化,而与D系群共生藻共生的丛生盔形珊瑚对水温升高的耐受性强,不易白化。

造礁石珊瑚共生藻的分子分类研究

通过nlsrDNA(nuclear large-subunit ribosomal DNA)及nssrDNA(nuclear small-subunit ribosomal DNA)的PCR-RFLP研究广东徐闻地区8科15属25种62个造礁石珊瑚样本的共生藻。结果表明,共生藻nlsrDNA的RsaI酶切基因型只存在一种,属于C系群共生藻;而nssrDNA的MobⅠ和TaqⅠ两种酶切都存在两种基因型。实验进一步通过PCR直接测序法得到62个造礁石珊瑚样品的共生藻ITS序列,与GenBank上的4种虫黄藻ITS序列构建Neighbor-Joining系统发育树,结果表明该区的造礁石珊瑚共生两种不同种类(亚系群)的共生藻,分别为C1亚系群与C15亚系群共生藻,两个亚系群间的遗传距离为0.019。广东徐闻地区造礁石珊瑚共生藻多样性偏低,暗示该地区珊瑚礁生态系统应对环境变化的能力可能较弱。

鹿回头库礁造礁石珊瑚物种多样性的研究

定量分析鹿回头岸礁造礁石珊瑚群落的种类组成，选择α－多样性和β－多样性的度量方法，分析了该群落造礁石珊瑚种、属和科的多样性及其与所处生境的关系。结果表明：鹿回头岸礁造礁石珊瑚群落的物种比较丰富，多样性和均匀度指数都较高，但在不同地段之间存在着明显的差异。水深中等的地段（２．４～５．０ｍ）的多样性指数高于较浅（１．５～２．０ｍ）和较深（５．５～６．５ｍ）地段；期间带与潮下带之间和礁平台与向海斜坡之间的两个过渡地带的生境条件复杂，物种多样性和种类分布的混杂程度都高于其他地段。