大型海藻在珊瑚礁退化过程中的作用

随着全球范围珊瑚礁的退化,大型海藻在珊瑚礁区的覆盖度呈增多的趋势。大型海藻的大量生长,妨碍了珊瑚的生长、繁殖、恢复等过程。概括起来,大型海藻对珊瑚生长、繁殖及恢复过程所产生的不利影响主要包括:(1)大型海藻通过与珊瑚竞争空间和光照而影响珊瑚生长;(2)大型海藻与珊瑚直接接触时,通过摩擦作用及释放化感物质而影响珊瑚生长;(3)大型海藻的大量生长打破了珊瑚与海藻的竞争平衡,珊瑚为应对大型海藻的入侵而把用于生长和繁殖的能量转移到组织修复与防御上,进而造成珊瑚繁殖能量的减少;(4)大型海藻通过影响珊瑚幼虫的附着及附着后的存活率,而阻碍珊瑚群落的发展;(5)海藻还能通过富集沉积物、释放病原体及扰乱珊瑚共生微生物的生长等而间接影响珊瑚生长。明确的竞争机制有利于研究海藻与珊瑚的相互作用过程。在总结前人对海藻与珊瑚的竞争机制研究的基础上,把两者的竞争机制划分成物理机制、化学机制、微生物机制三大类,物理机制是研究得比较透彻的竞争机制,而化学机制与微生物机制则需要更深入的研究,是当前研究的热点。目前,我国对珊瑚礁中底栖海藻与珊瑚的相互作用研究甚少;鉴于此,对底栖海藻功能群的划分类型以及三大类型底栖海藻对珊瑚的作用特点做了简要介绍,并对珊瑚礁退化的现状和退化珊瑚礁区内海藻的表现做了概述。在此基础上,再综述国外关于大型海藻对珊瑚的影响研究进展,指出我国应该加强对南海珊瑚礁区大型海藻的种类分布及丰富度等的调查,评价大型海藻对南海珊瑚礁的影响现状;并结合生理学、分子生物学技术和生态学研究手段,在细胞与分子水平上探索海藻对珊瑚的影响机制,以期为珊瑚礁生态系统的保护提供参考。     

海南三亚后海海域珊瑚礁生态系统的健康状况及其影响因素

分别采用鹞式调查法和断面监测法调查了海南三亚后海海域珊瑚的物种多样性、覆盖率、病害和补充量等指标,利用健康指数(CI)评估了后海珊瑚礁生态系统的健康状况,并初步分析了影响该区域珊瑚礁健康状况的主要因素。调查发现:后海海域造礁石珊瑚54种,覆盖率达到50%以上,珊瑚病害及死亡率低,珊瑚补充量高达4.5个·m-2,CI值介于1.87~2.27,表明后海海域的珊瑚礁生态系统非常健康。分析认为:后海海域浅水区域存在的海草床和大型藻类,以及珊瑚礁区高密度的植食性动物和夏季上升流的存在是该区域珊瑚礁生态系统健康的主要原因。海草和海藻将陆源污染物过滤吸收,确保进入珊瑚礁生态系统的水质良好;数量众多的植食性动物(如魔鬼海胆Diadema setosum等)调控了大型藻类和珊瑚之间的竞争关系,保证大型海藻不会威胁到珊瑚的健康生长;而后海海域夏季上升流的出现使得该海域珊瑚礁生态系统不会受到高温的影响,不会产生热白化现象。这样,多个因素的共同作用保证了后海珊瑚礁生态系统的健康。     

珊瑚礁白化研究进展

珊瑚礁白化是由于珊瑚失去体内共生的虫黄藻和（或）共生的虫黄藻失去体内色素而导致五彩缤纷的珊瑚礁变白的生态现象。近年来,频繁发生的珊瑚礁白化导致了珊瑚礁生态系统严重退化,并已经影响到全球珊瑚礁生态系统的平衡,受到了人们的高度重视。研究认为：（1）大范围珊瑚礁白化主要是全球环境变化引起的,尤其是全球变暖和紫外辐射增强;（2）导致珊瑚礁白化的机制主要在于细胞机制和光抑制机制;（3）珊瑚礁白化后的恢复与白化程度有关,大范围白化的珊瑚礁完全恢复需要几年到几十年;（4）珊瑚礁白化的后果在于降低珊瑚繁殖能力、减缓珊瑚礁生长、改变礁栖生物的群落结构,导致大面积珊瑚死亡和改变珊瑚礁生态类型,如变为海藻型等;（5）与珊瑚共生的D系群虫黄藻更适应高温环境,珊瑚礁有可能通过D系群逐渐取代C系群的方式适应全球环境变化。     

三亚珊瑚礁保护区珊瑚礁生态系统现状及其健康状况评价

为评估三亚珊瑚礁国家级自然保护区珊瑚礁生态系统的健康状况, 本文选取东岛、鹿回头、大东海3个站位调查了珊瑚礁群落、珊瑚礁鱼类和大型底栖动物。通过对比分析历史资料、珊瑚礁现场生态调查与监测及组织专家评审, 筛选出一、二级指标并设置权重, 使用综合指数计算了三亚珊瑚礁保护区珊瑚礁生态系统健康指数。结果显示, 三亚珊瑚礁保护区内共有造礁珊瑚10科21属37种, 软珊瑚3种, 造礁珊瑚覆盖率和软珊瑚覆盖率分别为14.31%和0.19%, 其中鹿回头造礁珊瑚覆盖率最高, 为21.58%。珊瑚礁鱼类共14科28属36种, 其中, 雀鲷科的种类数最多, 为11种。鹿回头4 m断面珊瑚礁鱼类密度最大, 为154尾/300 m²。砗磲和龙虾极少发现, 珊瑚天敌核果螺多见。东岛、鹿回头、大东海珊瑚礁生态系统健康状况均处于“一般”。本文所采用的方法是结合常规珊瑚礁监测可获得的指标进行评价, 简便易操作, 通过在三亚珊瑚礁保护区的实践, 能够很好地反映珊瑚礁生态系统现状及其健康状况, 科研和业务化监测部门均可应用。     

基于文献计量分析的珊瑚礁研究现状与热点

珊瑚礁生态系统在全球海洋生态中扮演着重要角色,它为热带海洋动物提供栖息地,为人类提供食物药物资源,是全球生产力最高的生态系统之一。为了解当前国内外珊瑚相关研究的现状与热点,利用文献计量的方法统计分析了珊瑚的相关研究。文章分别以WEB OF SCIENCE数据库和中国期刊全文数据库(CNKI)中期刊论文为国际和国内的数据源,从文献计量的角度出发,利用Excel按年份统计论文的发文数量,通过Bibexcel得出高频词共词矩阵,并用Ucinet和Netdraw得出共词网络可视化图谱。利用SPSS进行聚类分析,分别将国内外相关研究分为四大类,分析珊瑚相关研究趋势与热点。研究表明:①国际与国内的珊瑚研究除个别年份有所回落,均基本成逐年上升趋势,大致于20世纪90年代开始进入成熟阶段,但国内的研究略迟于国际;②国际上对珊瑚的研究更倾向于探究珊瑚礁退化的原因,而国内则以提高珊瑚礁的造礁能力为研究热点;③通过共词分析得出,国际研究高频词中的coral reefs,corals,climate change,sedimentation,一定程度上也可视为研究热点;④通过聚类分析,国内外的珊瑚研究有一定的相似性,主要集中在珊瑚礁生态系统、影响珊瑚的环境因子、气候因子等几个方面,但国内外研究又各有侧重。总结得出,有关珊瑚、珊瑚礁研究在国内外均以珊瑚礁为重点,近年来和未来珊瑚礁研究注重于珊瑚礁修复或帮助珊瑚礁生态系统自行恢复。     

珊瑚礁生态系统病毒研究进展

病毒对珊瑚礁生态系统中的生物进化、生物地球化学循环、珊瑚疾病等方面具有重要的生态影响。随着珊瑚礁的全球性退化,病毒在珊瑚礁生态系统中的功能与危害日益显现。综述了珊瑚礁生态系统中病毒的研究现状与进展,包括：（1）珊瑚礁病毒的多样性与分布特征（水体、宿主、核心病毒组）;（2）珊瑚礁病毒的生态功能（感染方式、促进生物进化、生物地球化学循环）;（3）珊瑚礁病毒对全球气候变化的响应（热压力、珊瑚疾病）。总体而言,珊瑚礁生态系统具有极高的病毒多样性,所发现的60个科占已知所有病毒科数量的58%。珊瑚的核心病毒组主要由双链DNA病毒、单链DNA病毒、单链逆转录病毒所组成,珊瑚黏液层对病毒具有富集作用。"Piggyback-the-Winner"（依附-胜利）是病毒在珊瑚礁中主要的生物动力学模式,其可通过水平基因迁移的方式促进礁区生物进化。病毒可通过裂解细菌与浮游藻类的途径参与珊瑚礁的生物地球化学循环,尤其是碳循环与氮循环过程。此外,病毒还具有介导珊瑚热白化与直接引发珊瑚疾病的能力,这会影响珊瑚礁生态系统应对气候变化的适应性与恢复力。基于国际上的研究进展综述,结合南海珊瑚礁生态现状提出以下研究方向,以期促进我国珊瑚礁病毒学的发展：（1）开展南海珊瑚礁中病毒多样性的识别及其时-空分布特征研究;（2）探索病毒对南海珊瑚热白化、珊瑚疾病的介导作用及其与气候变化的关系;（3）揭示病毒对南海珊瑚礁生物地球化学循环的贡献。     

珊瑚病原微生物鉴定及其分子诊断技术进展

珊瑚礁生态系统是热带海洋最突出、最具代表性的生态系统,具有极高的生态价值和经济价值,然而由珊瑚疾病引起的珊瑚礁退化已经成为珊瑚礁生态系统的主要威胁之一。许多微生物(主要包括细菌、真菌、病毒)被认为与珊瑚疾病发生密切相关,确定珊瑚疾病的病原并建立其快速诊断的方法是开展珊瑚疾病流行病学调查和制定防控措施的必由之路。本文主要综述珊瑚疾病的病原微生物及其分子诊断技术的研究进展。     

海南三亚鹿回头造礁石珊瑚生长变化与人类活动的影响

采用全球珊瑚礁监测网络(GCRMN)推荐的永久样方法首次在国内开展珊瑚礁生长的监测和研究。在海南三亚鹿回头岸礁区建立了10个珊瑚礁永久样方,分别于2003年12月、2004年4月、2004年9月和2005年4月开展了4次造礁石珊瑚生长的现场监测,并对周边人类活动进行了相关调查。研究发现,鹿回头东北部岸礁区4个样方的珊瑚覆盖率稳定增长,珊瑚生长良好,监测期间的珊瑚生长覆盖率平均为3.1%,珊瑚死亡覆盖率平均为1.3%;中部和南部岸礁区5个样方的珊瑚覆盖率明显下降,珊瑚出现衰退,衰退范围有明显扩大,珊瑚生长覆盖率平均为2.2%,珊瑚死亡覆盖率平均达到7.9%。珊瑚新个体的繁殖数量极少,平均新生珊瑚数量近1个/m2,新生珊瑚覆盖率对珊瑚生长覆盖率的贡献较低。人类活动对鹿回头岸礁区珊瑚生长的影响主要有两类:一是捕捞、炸鱼、船只抛锚、潜水等物理破坏;二是沿岸养殖场和旅游餐馆污水排放产生的水质污染,导致珊瑚生长机理的破坏。其中,水质污染是造成中部和南部岸礁区样方珊瑚死亡的主要原因,与沿岸养殖场和餐馆的分布、排污时间以及排污量有密切关系。     

造礁石珊瑚群落结构研究的概况,问题和前景

造礁石珊瑚作为珊瑚礁生态系统中的关键生物类群,其群落结构是珊瑚礁系统研究中的一个重 要方面。本文回顾了20余年以来世界各国对造礁石珊瑚群落结构研究所取得的主要进展和认识,指出了目前研究中存在的问题并分析了不同空间范围研究结论之间的缺乏一致性和中等干扰假说的不足。 最后,结合珊瑚礁生态系统基础理论和应用发展的需求,本文探讨了造礁石珊瑚群落结构研究的前景。     

珊瑚共生体碳代谢特征研究进展

珊瑚礁作为一种典型的海洋生态系统,具有巨大的固碳和储碳潜力。然而,目前对于珊瑚礁的净碳能力(碳释放与碳吸收)仍存在争议,主要归因于珊瑚共生体碳代谢的多样性和复杂性。珊瑚礁在生物钙化、呼吸过程中向大气释放二氧化碳(CO₂);但在生物合成和沉积过程中却可以将碳进行固定与埋藏;为此,珊瑚礁的碳源碳汇身份还有待明确。现有部分研究表明,共生体通过碳代谢可以促进珊瑚礁吸收大气中的CO₂。此外,珊瑚礁和海岸带蓝碳生态系统通常表现出很强的连通性,珊瑚共生体碳代谢能有效提高海岸带盐沼植被、海草床、海洋浮游植物等生物的碳汇功能。为了加深对珊瑚礁碳源-碳汇功能的理解,综述了珊瑚共生体的碳代谢特征,梳理了共生体中碳的关键生态过程(有机碳的迁移、无机碳的转化、两者的赋存状态),总结了细菌-虫黄藻-病毒在共生体碳代谢中的作用,评述了珊瑚礁碳源-碳汇特征及影响因子。旨在阐明珊瑚共生体碳代谢的关键过程,并基于此寻求有效的珊瑚礁碳增汇技术,形成以碳增量为主的珊瑚保护与修复技术,提升珊瑚礁在蓝碳生态系统中的贡献。     

不同生长状态珊瑚光谱特征

珊瑚礁生态系统迅速退化是目前重要的生态环境问题之一,应用遥感技术监测大范围珊瑚礁的结构组成和变迁有很大的潜力。珊瑚光谱响应特征受珊瑚生态习性影响,在光学上相似而容易造成混淆误判。采集了西沙群岛大量石珊瑚样品的光谱,对其光谱特征进行分析及成因探讨。通过导数光谱、主成分分析研究了不同生长状态珊瑚的光谱差异,并建立珊瑚生长状态高光谱遥感判别准则。结果表明,珊瑚的光谱特性及其变化均较为复杂,受珊瑚种类和生长环境影响,光谱形状主要由共生藻色素吸收决定的。结合520—530 nm、564—574 nm和600—605 nm的导数光谱可以区分健康珊瑚、白化珊瑚和藻类覆盖的死珊瑚。总体判定准确度优于80%,误判的主要来源是种内珊瑚反射率差异。研究表明珊瑚礁环境高光谱遥感可以定量评估珊瑚状态的变化。     

珊瑚礁生态修复研究进展

珊瑚礁生态系统有着很高的生物多样性和重要的生态功能。20世纪80年代以后全球范围内珊瑚礁的大面积退化引起了人们广泛的关注。简述了世界珊瑚礁资源现状,破坏原因,生态修复方法以及我国的珊瑚礁资源现状和修复策略等。国际上通用的生态修复策略主要是根据珊瑚的两种繁殖方式进行的,此外再配合人为的适度干扰,增加珊瑚的成活率。方法主要有：珊瑚移植、Gardening、人工渔礁、底质稳固、幼体附着等以及对相关利益者的宣传,海岸带的保护等。我国珊瑚礁退化严重,但是由于缺乏相关的科技资料报道和技术支持,缺乏系统的研究,使得珊瑚礁的生态修复成绩甚微,今后应在该领域开展更多的工作。     

不同温度下杉叶蕨藻对风信子鹿角珊瑚附生微生物群落的影响

全球变暖引发珊瑚礁区向大型海藻场生态演替现象与日俱增,大型海藻对珊瑚的影响主要包括抑制生长、发育与繁殖,但不同的海藻对不同的珊瑚具有不同的影响,二者之间的关系仍未有定论。为探究热压力所引起二者竞争关系的变化,以枝状风信子鹿角珊瑚(Acroproa hyacinthus)和大型底栖海藻杉叶蕨藻(Caulerpa taxifolia)为研究对象,设置了环境温度(27℃)与热压力温度(30℃),比较藻类间接接触和直接接触珊瑚对珊瑚附生微生物群落结构的影响,并从培养水环境及海藻表面微生物中寻找影响珊瑚表面微生物的原因。结果表明,去除嵌合体后共获得3369713条优化序列,并且大部分细菌得到注释。环境温度下,间接接触与直接接触组微生物表达模式接近,海藻的处理使得珊瑚表面附生微生物种类、丰度、PcoA区分度最高。门水平上,微生物群落主要由变形菌门、拟杆菌门、蓝细菌门、厚壁菌门、放线菌门组成。目水平上,微生物群落主要由红细菌目、黄杆菌目、肠杆菌目、蓝细菌目、假单胞菌目、噬几丁质菌目组成。这些细菌表型主要包括革兰氏阴性、好氧细菌、移动元件含量和胁迫耐受四大类,生态功能主要包括化能异养和需氧化能异养。对12个处理组的36个样本进行核心ASV分析(amplicon sequence variants),共获得139个核心ASVs。以假单胞菌目、黄杆菌目、噬几丁质菌目、红细菌目为主,还包括立克次氏体菌目、伯克霍尔德氏菌目、肠杆菌目、疣微菌目等。通过线性判别分析(linear discriminant analysis)可比较各组中相对丰度具有显著差异的细菌类群。环境温度下,群落中弧菌(Vibrio)、邻单胞菌(Plesiomonas)、奈瑟氏菌(Neisseria)以及螺旋体菌(Brevinema)相对丰度显著升高;温度升高后,珊瑚白化且胞内寄生病原微生物丰度显著升高,如米卡弧菌(Micavibrionales)与立克次氏体菌(Rickettsiales);热压力下,海藻的加入缓解了珊瑚白化、减少了胞内寄生性微生物丰度、显著提高了益生菌海命菌(Marivita)以及Halioxenophilus丰度。因此,在不同温度下杉叶蕨藻既作为压力源转移病原菌,又协助珊瑚抵抗胞内寄生菌,结果有助于理解大型海藻-珊瑚的竞争关系,解释海藻对珊瑚的潜在生态影响。     

中国古生物学会珊瑚礁现场会议在海南岛召开

中国古生物学会珊瑚学科组于1984年3月5日至10日在海南岛召开了珊瑚礁现场会议。这次会议是为了促进和提高我国古代珊瑚礁研究水平,使珊瑚研究更好地为国民经济服务而召开的,对珊瑚礁的研究现已成为地质学发展最迅速的一个分枝和国际地质会议的主题之一,它对于研究沉积矿产、特别是石油,碳酸盐岩理论的发展有着很重要的意义。参加这次会议的有来自全国廿二个省、市的六十多名学科组成员,会议得到了广东省海南行政区、海南科协的大力支持。     

悬浮物对造礁石珊瑚营养方式的影响及其适应性研究进展

营养方式是造礁石珊瑚获取能量与营养物质的基础,影响其生长与分布。近年来珊瑚礁区悬浮物含量与组分结构发生显著变化,其对造礁石珊瑚营养方式的诸多影响正成为当前研究热点。研究系统综述了珊瑚礁区悬浮物变化特征、悬浮物对造礁石珊瑚营养方式的影响及其适应性研究现状。发现近年来人类活动加剧与强降雨事件频发是驱动珊瑚礁,尤其是近岸珊瑚礁区悬浮物含量递增、组分改变与变频加剧的主因;悬浮物变化对造礁石珊瑚光合自养与异养营养的影响存在显著的种间差异,这主要与悬浮物消光效应、生物可利用性及造礁石珊瑚种类密切相关。虽然少数种类造礁石珊瑚具光合可塑性或异养可塑性,能在高含量悬浮物存在的弱光环境中较好生长。然而对绝大多数造礁石珊瑚而言,其营养方式适应性较差,无法在悬浮物影响下较好地获取生命活动所需的能量与营养物质,进而难以生存。总体来说,悬浮物被认为是近年来影响造礁石珊瑚生长与分布的重要环境因子之一,而关于造礁石珊瑚营养方式对悬浮物变化的响应及其适应机制,当前研究仍较薄弱,需要进一步加强相关研究。     

海洋酸化对珊瑚礁生态系统的影响研究进展

目前,大气CO2浓度的升高已导致海水pH值比工业革命前下降了约0.1,海水碳酸盐平衡体系随之变化,进而影响珊瑚礁生态系统的健康。近年来的研究表明海洋酸化导致造礁石珊瑚幼体补充和群落恢复更加困难,造礁石珊瑚和其它造礁生物(Reef-building organisms)钙化率降低甚至溶解,乃至影响珊瑚礁鱼类的生命活动。虽然海洋酸化对造礁石珊瑚光合作用的影响不显著,但珊瑚-虫黄藻共生体系会受到一定影响。建议选择典型海区进行长期系统监测,结合室内与原位模拟试验,从个体、种群、群落到系统不同层面,运用生理学和分子生物学技术,结合生态学研究手段,综合研究珊瑚的相应响应,以期深入认识海洋酸化对珊瑚礁生态系统健康(例如珊瑚白化)的影响及其效应。     

追捕长棘海星

正南海传来坏消息!西沙群岛附近的海底热带雨林——珊瑚礁遭遇"白色瘟疫",珊瑚虫被大量猎食,珊瑚礁露出白色骨骼,情况十分危急。快,让我们跟科学家去南海,追捕凶手,拯救珊瑚礁!作案现场对于珊瑚礁来说,"白色瘟疫"往往意味着环境恶化,寄生在珊瑚体内的虫黄藻离开或死亡。不过,南海的"白色瘟疫"却和虫黄藻无关,由另一种动物引起,它就是珊瑚杀手——长棘海星。     

虫黄藻在建造珊瑚礁中的作用

珊瑚虫是珊瑚礁的主要缔造者。各种不同类型的珊瑚虫都能分泌石灰质(CaCO_3) 外骨骼。由于个体大量繁殖,石灰质珊瑚骨越积越多,经过千百万年而形成珊瑚礁、珊瑚岛。然而不为一般人们所知的是:一种比珊瑚虫更小的虫黄藻在珊瑚虫建造珊瑚礁的过程中起着非同小可的作用。虫黄藻(Zooxanthella)是一种与珊瑚虫共生的单细胞植物。据估计,每 mm~3的珊瑚组织内有3万个虫黄藻,它们与珊瑚虫互惠共存。     

珊瑚白化及温度相关基因的研究进展

近年来,由于海洋酸化、海洋污染、海洋表面温度升高以及人类活动的影响,珊瑚礁遭受到了严重的白化袭击,导致珊瑚礁处于退化状态。相关功能基因在珊瑚白化过程中可能起到增强珊瑚的抗逆性和恢复能力等作用,探讨这些基因在珊瑚白化过程中的表达变化及调控作用也已经成为了当今的研究热点,通过分析其生理调控作用,可以深入了解珊瑚白化机制与恢复机制。本综述总结了珊瑚白化与温度的关系和珊瑚温度相关基因的研究进展,并重点介绍了细胞响应机制中的细胞免疫相关基因、细胞生长调控基因、钙离子相关基因、核酸稳定与修复相关基因以及其它重要基因的研究。     

珊瑚疾病的主要类型、生态危害及其与环境的关系

与人和其它动物一样,珊瑚也生病。在过去30多年里各种珊瑚疾病对全球珊瑚礁造成了严重破坏。目前已知的珊瑚疾病多达30多种,但确定病原体的仅6种。阐述了造礁石珊瑚的7种最主要疾病类型(黑带病、黑斑病、白带病、白色瘟疫、白斑病、黄带病和珊瑚白化病等)的症状、扩散速率、疾病患病率、珊瑚死亡率等。频繁发生的珊瑚疾病导致主要造礁物种死亡,减少礁区的生物多样性,对珊瑚礁生态系统产生破坏日益严重,甚至引起以珊瑚为主导的珊瑚礁系统转变为以大型藻类为主导的生态系统。全球气温上升和人为活动引起的一系列环境因子的变化被认为是各种珊瑚疾病发生的诱导因素,海水温度升高是Oculina patagonica和Pocillopora damicornis2种珊瑚细菌性白化的先决条件,其它环境因素如营养盐、有机污染物等超过一定量或pH值改变时会对珊瑚造成生理压力,降低其对病毒的抵抗力,也可能改变病原体生存的生态阈值,增强其病原毒力,引发并加速疾病的扩散。此外,珊瑚的生存环境如覆盖度、水深等与疾病的爆发也有一定的关系,一般认为覆盖度高,水深较浅处珊瑚疾病发生频率高。