維護海洋環境和海岸安全,海南南海熱帶海洋研究所研究團隊——

在海底“種”珊瑚

本報記者 朱榮鵬

2020年09月14日07:44  來源:人民網-人民日報
 
原標題:在海底“種”珊瑚

2020年09月14日 第 13 版

  熱海所科研人員在海底修復珊瑚。海南熱海所供圖

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  成片的珊瑚及珊瑚礁,是天然的防波堤,能夠有效減弱海浪對海岸的沖擊。然而,珊瑚礁曾在一些海域逐步消失。

  採取科學的方式修復珊瑚,對維護海洋環境和海岸安全具有重要意義。在海南省三亞市鳳凰島西側海域,多年來,研究人員年復一年地在海底“種”珊瑚。

  珊瑚移植筏抵達試驗海域后,研究人員換上潛水服,向海中一躍——這是海南南海熱帶海洋研究所(以下簡稱“熱海所”)珊瑚養殖組研究人員工作的日常。

  在海上試驗平台上,熱海所所長陳宏正帶領研究團隊把採集來的珊瑚親本分解成小塊,綁在苗床上。稍后,這些珊瑚苗床將被種入海中。白天試驗、晚上研究,他們心底一直醞釀著一個計劃——在海底建起一座美麗的珊瑚花圃,培育百萬株珊瑚。

  海底試驗一波三折,危險與收獲並存

  在鳳凰島西側海域,成片的珊瑚浮翠流丹、層層疊疊。但在10年前,這裡還是另一番景象。隻在鳳凰島西側有少量的珊瑚礁,而活著的珊瑚更是難得一見。

  2011年6月8日,鳳凰島珊瑚礁生態修復工程正式開始。這一天,在三亞市原海洋與漁業局的支持下,熱海所研究團隊在鳳凰島西側、白排礁燈塔附近的海域試驗性地投下了一塊約500斤重的人工珊瑚礁,上面附著當年培育的石珊瑚苗。

  “在河口地區污染及退化性水域開展珊瑚礁生態修復,無論是技術還是模式,幾乎沒有現成的路可以走。”陳宏告訴記者,試驗一開始,難題就出現了。鳳凰島人工造島之前,石珊瑚的自然分布深度可達5至6米。而在試驗區域,水深4米以下很難見到珊瑚,殘存的極少量珊瑚主要分布在深度2米左右的淺水區。研究團隊開展調查后發現,由於水動力變弱,沉積物增多,透明度降低,新生的珊瑚苗無法在4米以下的深處附著生長。隨后,研究團隊及時調整了試驗方案。

  在海底試種珊瑚充滿不確定性,同時危險重重。若不幸遇上台風,剛開始培育的珊瑚苗種,就會在劇烈的波浪沖擊下蕩然無存。陳宏介紹,試種珊瑚的海域,透明度經常不到1米,水下伸手不見五指。一次水中作業時,他被廢棄的漁網纏住,經同伴幫助才化險為夷。

  不過,艱苦和危險之后,常常會有驚喜與收獲。“我們發現,珊瑚苗在受到傷害時,會形成愈傷組織,周邊還會出現大量的新生水螅體。這些水螅體竟能夠演化成為珊瑚體,這一發現為研究珊瑚的無性繁殖技術提供了啟發。”陳宏介紹,一個水螅體的周圍會生長出4至7個新芽,新芽逐漸發展成為珊瑚苗,這大大促進了珊瑚的繁殖速度和產量。

  2016年,受台風影響,一部分珊瑚被破壞。研究所便採用無性繁殖的方式,重新培育出4萬株珊瑚苗,形成了1500平方米的珊瑚礁群雛形。在2017年年初,研究團隊對試種的珊瑚生長情況開展“回訪”統計:2016年種下的該批珊瑚成活率大於95%,開局取得了進展。2017年,熱海所在鳳凰島海域又培育了10.13萬株珊瑚苗。

  充分了解每種珊瑚的個性,培育共生物種

  解決了珊瑚繁育問題,如何使珊瑚長得美、長得快,成為熱海所研究團隊最關心的問題。據介紹,每種珊瑚的生存習性都有差異,隻有充分了解其個性,才能精准地為它們創造良好的自然條件。

  珊瑚的健康成長,離不開共生生物的陪伴。有研究表明,共生關系是珊瑚礁生態系統賴以維系與生長的基礎,熱海所辦公室主任李玉蓉介紹:“我們發現,貨貝與軟珊瑚存在共生關系——貨貝清除軟珊瑚體表的有害微藻,而軟珊瑚則為貨貝提供生存空間。”

  “還有許多共生組合,例如虫黃藻與石珊瑚。石珊瑚需要碳來源,其利用虫黃藻呼吸代謝產生的二氧化碳,通過酶的作用,發展為碳酸鈣骨骼,以促進珊瑚礁形成。”李玉蓉告訴記者,如果沒有虫黃藻,也就沒有繽紛奇異的珊瑚礁島嶼和沙洲。

  也就是說,利用好虫黃藻,有助於石珊瑚的茁壯成長。由於虫黃藻對光照強度有特定需求,熱海所研究團隊進行珊瑚礁生態修復研究時,充分考慮虫黃藻的光線需求,安放不同的防護設施。

  此外,要讓珊瑚壯起來、水面亮起來,可以採用許多其他的生物手段。熱海所研究培育組組長呂洪生告訴記者,一些海洋生物,對淨化海水水質、提高珊瑚生長速度有較好效果。

  2016—2019年,在崖州灣等試驗海域,研究團隊投放了20個牡蠣濾床,總共培育了100萬個牡蠣苗及貽貝。一段時間以后,在海南省陵水縣新村潟湖,一些海洋生物濾床附近的珊瑚區,透明度平均提高12%以上。“牡蠣濾床在一定程度上改善了珊瑚礁區的海水質量,提高了虫黃藻進行光合作用的能力。”陳宏解釋道。

  后來,在珊瑚礁生態修復工作中,研究團隊根據生態系統的鏈式關系,培育與珊瑚密切相關的共生物種,如淨化水質的貝類、降低水質富營養化和提高物種多樣性的大型藻類,使珊瑚礁生態系統更加完善。

  把試驗平台搬到海面上,讓珊瑚完全擁抱自然

  崖州灣海域,3萬株紅色的柳珊瑚苗種已經成活,1萬株本地特有的濱珊瑚苗長勢喜人。2013—2020年,7年間,熱海所研究團隊還在鴨公島和全富島之間的海域培育出成片的珊瑚“花園”。近10年間,他們在一些海域內培育了23萬株珊瑚。

  珊瑚研究和試種的成果,離不開試驗平台的保障。早在1996年,陳宏便在海南省陵水縣新村潟湖建設培育平台。

  2018年,熱海所在崖州灣海域建立了新的試驗平台——海上珊瑚養殖平台。該平台為木質浮式平台,面積120平方米,配套4個高密度立體養殖專用籠。

  “平台具有良好的水質環境,避免了建設陸上養殖車間而消耗大量成本﹔平台上還配備了太陽能發電系統和試驗室,可充分利用太陽光,從而節約養殖車間能耗。”呂洪生說。在漂浮於海面的平台上,珊瑚及共生生物完全“擁抱”自然,其創造的生長環境比室內養殖設施更為優異。

  “未來的珊瑚花園,將是同時具備旅游觀賞、環境保護、科學研究三位一體的綜合性生態系統。”陳宏表示,在接下來的研究中,研究團隊將逐步構建物種信息庫、建立珊瑚及其伴生物種的人工擴繁體系。研究團隊希望,海底珊瑚成群,種下的珊瑚苗能健康繁育、五彩繽紛,為海洋世界增添一抹亮色。

(責編:潘惠文、席秀琴)