經(jīng)過人工保育，三亞蜈支洲島海域珊瑚長(zhǎng)勢(shì)良好。 本報(bào)記者 武威 攝
海南南海熱帶海洋研究所所長(zhǎng)陳宏在實(shí)驗(yàn)室觀察珊瑚苗。
熱海所實(shí)驗(yàn)室里培育的珊瑚苗。
熱海所科研人員潛入33米深海底考察珊瑚礁生長(zhǎng)情況。陳宏 攝
熱海所借助藻食性魚類清理珊瑚礁上的雜藻，提高珊瑚苗的附著率。
■ 本報(bào)記者 邱江華
靜謐幽暗的大海深處，團(tuán)團(tuán)簇簇的珊瑚千姿百態(tài)。各式各樣的海洋生物聚集在它們周圍，或穿行而過，或短暫停留，或長(zhǎng)期“定居”。
珊瑚礁之于海洋，就像熱帶雨林之于陸地。它以約占海底2‰的覆蓋面積，為近25%的海洋生物提供了棲息的家園，對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定起著重要作用。不過，由于海洋環(huán)境變化等原因，珊瑚也面臨疾病或死亡的風(fēng)險(xiǎn)。
作為海洋大省，海南海域有大片珊瑚礁分布。如何更好地保護(hù)這片斑斕多姿的海底世界？近年來，我省科研團(tuán)隊(duì)不斷開展珊瑚規(guī)�；嘤�、研究與珊瑚礁修復(fù)工作。今年的6月8日是第十四個(gè)世界海洋日和第十五個(gè)全國海洋宣傳日，在此之際，讓我們一起走近海南科研團(tuán)隊(duì)，看看這項(xiàng)猶如在海底“植樹造林”的工作，有何特別之處，需要突破哪些難關(guān)，最新進(jìn)展如何？
A
一個(gè)百萬級(jí)培育計(jì)劃
科研團(tuán)隊(duì)通過人工育苗與移植修復(fù)珊瑚礁，已在海南島周邊種下20余萬株珊瑚
上午9時(shí)的陽光灑下來，將海水照得湛藍(lán)透亮。5月28日這天，海南南海熱帶海洋研究所(以下簡(jiǎn)稱熱海所)所長(zhǎng)陳宏和團(tuán)隊(duì)來到三亞崖州區(qū)梅聯(lián)村邊的海灘，換上潛水服，乘著小船向大海深處駛?cè)�。他們此行是為了考察這一片海底的珊瑚生長(zhǎng)情況。
成立于2003年的熱海所，是海南較早開展繁育珊瑚、修復(fù)生態(tài)等工作的科研院所。這些年，陳宏及其團(tuán)隊(duì)為獲取一線研究數(shù)據(jù)，經(jīng)常潛入海底做實(shí)驗(yàn)。
小船抵達(dá)考察海域后，熱海所科研人員帶著水下相機(jī)，從船舷處向海中一躍。近3個(gè)小時(shí)后，他們才浮出水面，將從海底采集來的珊瑚樣本帶回船上的試驗(yàn)平臺(tái)，分解成小塊待進(jìn)一步研究。白天考察，晚上實(shí)驗(yàn)，已成了他們的工作常態(tài)。
“過去一段時(shí)間，由于溫度變化和疾病等原因，海南近岸部分海域的珊瑚礁面積有所減少，一定程度上對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)造成了影響�！标惡暾f，為此，熱海所于2019年發(fā)起了“百萬珊瑚培育”計(jì)劃，將通過珊瑚育苗技術(shù)，在海南沿海海底種下百萬株珊瑚，涵養(yǎng)一個(gè)更加繽紛的海底珊瑚“花園”。
要實(shí)現(xiàn)這一計(jì)劃，就要先弄清楚珊瑚致病和死亡的原因，了解珊瑚群落各自的演化規(guī)律，再逐步掌握規(guī)�；纳汉鹘感迯�(fù)保護(hù)技術(shù)——這個(gè)過程實(shí)施起來非常艱難。
目前，熱海所科研團(tuán)隊(duì)通過人工育苗與移植的方式來修復(fù)珊瑚礁。熱海所工作人員麥永導(dǎo)介紹，珊瑚育苗技術(shù)分為室內(nèi)育苗和野外育苗�！懊看我巴庥�，要先在海底選擇合適的珊瑚母體，然后現(xiàn)場(chǎng)取苗，再用繩子將珊瑚苗固定在苗床或者選好的礁石上，讓苗種重新繁殖擴(kuò)大族群，整個(gè)過程類似于陸地上的植物嫁接�！�
在育苗環(huán)節(jié)，還有一道難關(guān)要闖——苗種的成活率問題。麥永導(dǎo)說，珊瑚苗種的培育方式分為有性繁殖和無性繁殖。其中，有性繁殖是在天然海域進(jìn)行，容易受海流、波浪等水文條件影響，珊瑚苗的成活率低。
為此，熱海所將研究方向瞄準(zhǔn)室內(nèi)育苗與無性繁殖珊瑚技術(shù)。“我們發(fā)現(xiàn)，珊瑚苗在受傷時(shí)，會(huì)形成愈傷組織，周邊還會(huì)出現(xiàn)大量的新生水螅體，這些水螅體能夠演化成珊瑚體。這一發(fā)現(xiàn)為研究珊瑚的無性繁殖技術(shù)提供了啟發(fā)。”陳宏說，在此基礎(chǔ)上，他們研制出了單水螅體無性繁殖方法，珊瑚苗種的平均成活率達(dá)到70%，最高一批達(dá)到了99%，“這讓我國在珊瑚繁殖成活率方面走在了世界前列�！�
除此之外，熱海所科研團(tuán)隊(duì)還發(fā)明了一批新裝備和“黑科技”，運(yùn)用在珊瑚苗的種植上，比如不銹鋼珊瑚苗床、通過船舶“邊走邊種”的珊瑚苗種“飛播法”等，大大提高了珊瑚苗的種植效率。
“就像在海里‘植樹造林’一樣，珊瑚礁雖然生長(zhǎng)緩慢，但我們?cè)诤５追N下指甲蓋般大小的珊瑚苗，或許有可能長(zhǎng)成面積超過幾個(gè)足球場(chǎng)的珊瑚礁�！标惡瓯硎尽�
這些年，熱海所科研團(tuán)隊(duì)在三亞、陵水、儋州等地周邊海域培育了超過20萬株珊瑚，創(chuàng)造了國內(nèi)繁殖且成活數(shù)量最多的珊瑚移植紀(jì)錄。為了適應(yīng)海南旅游發(fā)展，熱海所還培育出柳珊瑚“叢林”，未來不但可作為旅游景觀，還可以提取藥用活性物質(zhì)，增加經(jīng)濟(jì)效益。
美麗背后的脆弱
海南科研團(tuán)隊(duì)正在攻克珊瑚礁修復(fù)關(guān)鍵難題，幫助白化珊瑚恢復(fù)往昔色彩
在熱海所實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)水箱里，安置在其中的珊瑚失去了往日的色彩，大片的灰白，仿佛在昭示著死亡的來臨�！斑@是我們采集回來的白化的珊瑚�！标惡陣@息著，它們看上去就像一片廢墟，讓人痛心。
珊瑚礁為海洋中許多生物提供了棲息的家園，但同時(shí)它也是個(gè)極為脆弱的生態(tài)系統(tǒng)。白化是珊瑚遭到破壞后較為典型的癥狀，且是一種全球性的現(xiàn)象。近幾年，熱海所科研人員的一項(xiàng)重要工作，就是探索解決珊瑚白化問題。
要解答“珊瑚為何會(huì)白化”這個(gè)問題，先要了解珊瑚顏色的本質(zhì)。
“珊瑚實(shí)際上是由腔腸動(dòng)物珊瑚蟲構(gòu)成的集合體。”熱海所養(yǎng)殖組組長(zhǎng)蘇文杰解釋說，新的珊瑚蟲在先輩們的遺骨堆上生長(zhǎng)，分泌出碳酸鈣作為外殼。因此，珊瑚體本身呈碳酸鈣的白色。而我們看到珊瑚的斑斕色彩，來自寄生在珊瑚身上的共生藻類。這些藻類可以進(jìn)行光合作用，為珊瑚提供養(yǎng)分。
若海洋環(huán)境發(fā)生變化，就有可能破壞珊瑚和藻類的共生關(guān)系。藻類離開珊瑚體后，珊瑚也就失去了藻類的色素。原本可以被共生藻色素吸收的光，照射到珊瑚本體上都被反向散射出去，因此使珊瑚呈現(xiàn)出枯骨般慘白的顏色，形成了白化現(xiàn)象。
“要科普的一點(diǎn)是，珊瑚的白化不等于死亡。”陳宏補(bǔ)充道，待水溫正常后，白化的珊瑚大部分會(huì)恢復(fù)正常的顏色。但死亡的珊瑚早期也是白色的，時(shí)間一久，藻類等生物生長(zhǎng)起來后，死亡珊瑚的表面也會(huì)出現(xiàn)褐色等顏色。因此，對(duì)白化的珊瑚與死亡的珊瑚需要進(jìn)行科學(xué)的鑒別。
2020年，熱海所科研團(tuán)隊(duì)在海南島西部海域考察時(shí)，發(fā)現(xiàn)了珊瑚白化現(xiàn)象。他們聯(lián)合高校多次在相關(guān)海域設(shè)置長(zhǎng)期觀察樣框，以觀察白化珊瑚的長(zhǎng)期演變趨勢(shì)。此外，他們還采用遙感技術(shù)等方法，對(duì)相關(guān)海域的地理要素、潮汐等排放情況進(jìn)行調(diào)查與分析。
“通過監(jiān)測(cè)判斷，顯示該海域白化的鹿角珊瑚死亡率較高。且由于海域水溫長(zhǎng)期居高不下，珊瑚存活的可能性進(jìn)一步下降�！标惡暾f。
為了修復(fù)出現(xiàn)白化現(xiàn)象的珊瑚礁，熱海所科研團(tuán)隊(duì)將不耐熱的珊瑚移植到夏季自然上升流海域，通過海底涌上來的冷海水稀釋表層溫度高的海水，來改善珊瑚的生存環(huán)境，使其順利通過夏季的高溫考驗(yàn)。
“珊瑚蟲對(duì)生存環(huán)境的要求十分苛刻，水溫不能太高或太低，最適宜的溫度是22攝氏度至27攝氏度，水的鹽度要適中、穩(wěn)定，還要有一個(gè)清潔的環(huán)境�！痹趯�(shí)驗(yàn)室水箱里，陳宏為珊瑚造了一個(gè)“溫床”，通過調(diào)控溫度、培育與珊瑚共生的藻類等方法進(jìn)行修復(fù)，讓“溫床”里的白化珊瑚緩慢恢復(fù)昔日的色彩。
陳宏認(rèn)為，在尋找修復(fù)珊瑚礁的方法的同時(shí)，應(yīng)更多喚醒人們的環(huán)保意識(shí)，消除導(dǎo)致珊瑚退化的因素，例如潛水時(shí)避免踩踏、剮蹭行為，減少對(duì)珊瑚礁的破壞。
C
價(jià)值遠(yuǎn)不止所見
海南正開展珊瑚礁碳匯相關(guān)研究，或?qū)樯汉鹘副Ｗo(hù)賦予新的意義
“以前，許多人只看到珊瑚最直接的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，如加工成美麗的珊瑚工藝品、開展珊瑚旅游項(xiàng)目等。實(shí)際上，珊瑚的價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些�！标惡晏貏e提到。
成片的珊瑚礁是天然的防波堤，能有效減弱海浪對(duì)海岸的沖擊。此外，作為海洋里的“基因庫”，珊瑚礁還為人類未來可持續(xù)發(fā)展提供重要的物質(zhì)支撐。
為進(jìn)一步保護(hù)和培育珊瑚種質(zhì)資源，2019年，熱海所承擔(dān)了海南省重點(diǎn)研發(fā)課題“珊瑚種質(zhì)庫關(guān)鍵技術(shù)的研究”。經(jīng)過3年的技術(shù)攻關(guān)，陳宏及其團(tuán)隊(duì)在海南建立了中國首個(gè)珊瑚種子庫，現(xiàn)已收集了150多種珊瑚物種。
“該庫不僅具有珊瑚活體的保存技術(shù)，也具備珊瑚組織保存及分子鑒定等技術(shù)�！标惡暾f，“我們的目標(biāo)是培育形成大片珊瑚花園，為中國乃至世界的珊瑚礁修復(fù)提供苗種。”
更長(zhǎng)遠(yuǎn)的目標(biāo)，是服務(wù)國家戰(zhàn)略，為中國實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)作貢獻(xiàn)。
作為地球上最大的“碳庫”，海洋在全球氣候變化和碳循環(huán)過程中發(fā)揮著基礎(chǔ)性的作用。而海南管轄著約200萬平方公里的海域面積，可以從這片遼闊海域中獲得的“藍(lán)色碳匯”難以估量。
“然而，珊瑚礁作為一種生物礁有其特殊性，對(duì)其形成過程是碳匯還是碳源，在國際上始終有爭(zhēng)議，被全球各地的科學(xué)家所關(guān)注著，亟待進(jìn)一步開展實(shí)測(cè)研究�！标惡暾f，目前，珊瑚礁還沒被納入以濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)(如紅樹林、海草床等)為代表的海岸帶藍(lán)碳收支中。
因此，厘清珊瑚礁在碳交易中定量難的問題、探索將珊瑚礁由碳源向碳匯轉(zhuǎn)變的途徑，是當(dāng)前珊瑚礁修復(fù)工作的緊迫之處，也是服務(wù)國家碳中和目標(biāo)與綠色發(fā)展戰(zhàn)略的應(yīng)有之義。
近年來，熱海所與華東師范大學(xué)唐劍武教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合開展了“珊瑚白化對(duì)珊瑚礁修復(fù)和碳匯影響及其機(jī)制”課題研究。研究發(fā)現(xiàn)，與珊瑚共生的蟲黃藻，能通過光合作用吸收珊瑚細(xì)胞代謝出來的和海水中的二氧化碳。而白化的珊瑚缺少蟲黃藻的幫助，其代謝的二氧化碳將直接排出體外。
也就是說，該團(tuán)隊(duì)的研究驗(yàn)證了健康的珊瑚具有碳匯功能，可以降低海洋中的二氧化碳，這將為珊瑚礁的保護(hù)賦予新的意義。
陳宏認(rèn)為，要從根本上解決好珊瑚礁碳源轉(zhuǎn)碳匯這一問題，增加珊瑚礁的碳匯功能，不僅要系統(tǒng)開展珊瑚礁碳通量與碳收支的研究，還要加強(qiáng)對(duì)珊瑚礁的生態(tài)修復(fù)與保護(hù)工作。
“提高珊瑚存活率和珊瑚礁覆蓋率，是增強(qiáng)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力的有效途徑�！比缃瘢惡耆栽跒樗l(fā)起的“百萬珊瑚培育”計(jì)劃而忙碌。作為海洋科技工作者，他們希望通過自己的努力，使海底珊瑚成群，種下的珊瑚苗健康生長(zhǎng)、五彩繽紛，為海洋世界增添更多亮色。
(本報(bào)三亞6月7日電)
珊瑚小科普
珊瑚是由腔腸動(dòng)物珊瑚蟲構(gòu)成的集合體。
珊瑚蟲分泌碳酸鈣作為外殼，本體是白色的，但與珊瑚共生的藻類，可以通過光合作用為珊瑚蟲提供養(yǎng)分、帶來斑斕色彩，以及吸收珊瑚細(xì)胞代謝形成的二氧化碳。
死去的珊瑚蟲外殼逐漸堆積，就形成了珊瑚礁，新的珊瑚蟲又在珊瑚礁上繼續(xù)生長(zhǎng)，周而復(fù)始。
珊瑚礁的重要性
它是天然防波堤，保護(hù)海岸抵御海浪侵蝕。
它是海洋里的“基因庫”，為人類未來可持續(xù)發(fā)展提供重要的物質(zhì)支撐。
它是海底的“熱帶雨林”，以約占海底2‰的覆蓋面積，為近25%的海洋生物提供了棲息的家園，對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定起著重要作用……
“百萬珊瑚培育”計(jì)劃
由海南南海熱帶海洋研究所于2019年發(fā)起，將通過珊瑚育苗技術(shù)，在海南沿海海底種下百萬株珊瑚，涵養(yǎng)一個(gè)繽紛的海底珊瑚“花園”。
目前已在三亞、陵水、儋州等地周邊海域培育了超過20萬株珊瑚，創(chuàng)造了國內(nèi)繁殖且成活數(shù)量最多的珊瑚移植紀(jì)錄
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掃一掃看動(dòng)畫珊瑚知多少
總策劃：曹健 羅建力 齊松梅
執(zhí)行總監(jiān)：許世立
主編：孫婧
版面設(shè)計(jì)：張昕
檢校：王振文 陳旭輝
H5文案：許世立
H5攝像：張茂 陳宏
H5制作：楊千懿
視頻文案：孫婧
視頻拍攝：張茂 武威 陳宏
視頻剪輯：李瑋競(jìng)
動(dòng)畫統(tǒng)籌/文案：韓靜
動(dòng)畫制作：林芷羽
(本版圖片除署名外均由本報(bào)記者 張茂 攝)
原標(biāo)題：海南提高珊瑚繁育成活率，建立中國首個(gè)珊瑚種子庫，開展珊瑚礁碳匯研究……在海底，“植樹造林”
