珊瑚共生虫黄藻密度的季节变化及其与珊瑚白化的关系——以大亚湾石珊瑚为例

定量分析了2006年6月、2007年8月和2008年2月采自南海北部大亚湾海域的共8科、13属、23种170个石珊瑚样品的共生虫黄藻密度,探讨了石珊瑚共生虫黄藻密度的季节变化及其与珊瑚白化的关系.结果显示,所有珊瑚种属的共生虫黄藻密度都显示出明显的季节性波动,总体上夏季低、冬季高(约为夏季的2倍),是海表水温和太阳辐射协同作用的结果.夏季大规模的珊瑚白化(热白化)可能是珊瑚共生虫黄藻密度逐渐降低(排出)到一定阈值的外观表征,而非突发的生态现象;冬季珊瑚白化(冷白化)则可能是极端低温直接致珊瑚死亡,进而快速排出虫黄藻的突发现象;高共生虫黄藻密度对冬季低温乃至极端低温条件下的珊瑚生存起到一定的保护作用.     

南海北部滨珊瑚骨骼微生物侵蚀

微生物对珊瑚骨骼的侵蚀作用相对肉眼可见的大型生物侵蚀更加隐蔽, 研究也相对稀少, 国内更是空白。本文对采自涠洲岛、大亚湾以及西沙琛航岛的滨珊瑚骨骼切片在扫描电镜下开展微生物侵蚀研究。在涠洲岛和大亚湾的滨珊瑚骨骼切片中存在微生物侵蚀形成的“橘色条带”, 可能与当地水体富营养化有关, 而琛航岛的样品中则没有类似的条带。扫描电镜观察发现, 这些“橘色条带”为内生藻Ostreobium quekettii, 是一种热带珊瑚礁区常见的侵蚀微生物。O. quekettii侵蚀的珊瑚骨骼结构被破坏, 其厚度减小, 孔隙率提高了1.54%至6.76%、抗压强度下降了27.1%至51.2%, 使得珊瑚骨骼变得更加“疏松”, 且在整个骨骼次表面形成了一层“骨质疏松层”。该种侵蚀微生物扮演了“先行者”的角色, 使珊瑚更容易被大型生物侵蚀, 而大型生物侵蚀又会进一步促进微生物侵蚀, 该“正反馈效应”正好解释了在富营养化的南海北部发现的珊瑚骨骼内侵蚀加剧的现象。     

涠洲岛海洋站1960-2010年DHW变化趋势分析

根据涠洲岛海洋站实测海表温度(SST)历史资料和该岛珊瑚礁普查(Reef Cheek)历史资料,采用相关分析和对比分析法探讨该站SST变化中夏季DHW(Degree Heating Weeks)的变化趋势及珊瑚白化的海洋站DHW临界值,结果表明:(1)1960-2010年涠洲岛DHW有轻微的上升趋势,与气候全球变暖统计...     

淡水径流影响下珊瑚温度计(B/Ca、Mg/Ca、Sr/Ca、U/Ca和δ18O)的稳定性测试

对南海北部珠江口采集的滨珊瑚骨骼地球化学温度计指标B/Ca、Mg/Ca、Sr/Ca、U/Ca和δ¹⁸O进行了分析,目的在于测试这些地化指标在径流冲淡水影响下的稳定性.测试方法是将各个地化指标与水温对比并进行相关性分析.结果表明,Sr/Ca比值与当地水温有最好的相关性(r²=0.59),说明Sr/Ca是最稳定的温度计指标.而δ¹⁸O(r²=0.46)、B/Ca(r²=0.43)和U/Ca(r²=0.41)与水温的相关系数相对较低,说明这些指标除受到水温控制以外还受到其他环境因素的影响.在这些指标中,相关性最低的是Mg/Ca(r²=0.27),说明Mg/Ca受到除水温以外的因素影响最为显著,这就限制了Mg/Ca作为有效的温度计指标应用于古气候重建的研究.     

珊瑚礁对赤潮的响应与记录研究进展

大量研究证实，对环境变化非常敏感的珊瑚能够记录越来越多的环境信息。由于浮游生物过度繁殖而引发的赤潮对珊瑚礁生态系统有明显的影响。赤潮爆发时，赤潮区海水pH值和铁、锰含量异常；赤潮生物覆盖海水表面，阻碍珊瑚共生藻的光合作用；后期赤潮生物大量死亡。还会大量消耗溶解氧。排放有害化学物质，导致珊瑚死亡。理论上讲。幸存的珊瑚在其骨骼中能够记录这些环境异常过程。通过采用硼同位素法、铁锰微量元素法和生长特征观测法等方法，研究珊瑚骨骼的化学特征，从而可能揭示过去赤潮发生的规律。目前，关于珊瑚礁对赤潮的生态响应和记录研究仍处于探索之中，如果能够结合赤潮的机理、特征、生态影响以及珊瑚本身的特性而成功实现这项研究的话，则不仅对珊瑚礁环境记录研究领域是个重要的补充，而且还提供了一把记录赤潮的新钥匙。     

海南岛鹿回头石珊瑚对高温响应行为的实验研究

在全球变暖引起表层海水温度上升,导致珊瑚礁白化加剧的背景下,对三亚鹿回头湾内9种主要造礁石珊瑚(5种鹿角珊瑚,杯形珊瑚、牡丹珊瑚、蔷薇珊瑚、滨珊瑚各1种)进行生态养殖高温模拟实验.结果显示:(1)在高温胁迫下,不同形态珊瑚具有不同的生态响应,枝状珊瑚对高温的耐受性最低,最先白化死亡;叶片状和块状的珊瑚对高温的耐受性较强.(2)枝状珊瑚(不同珊瑚种)对高温耐受性为:风信子鹿角珊瑚<强壮鹿角珊瑚<松枝鹿角珊瑚<美丽鹿角珊瑚<鹿角杯形珊瑚<花鹿角珊瑚,并显示,即使是同一形态,不同种珊瑚对高温响应也存在差异,并且这种差异和珊瑚共生体虫黄藻密度呈现正相关.(3)在水温32℃条件下,澄黄滨珊瑚触手不再伸展,在表面形成一层粘液保护膜,而风信子鹿角珊瑚和松枝鹿角珊瑚已经开始白化.十字牡丹珊瑚在整个实验过程中触手始终摆动频繁,耐受能力最强.实验结果显示,对高温的适应性与各种珊瑚种的不同生理和形态特征有关.根据不同种、不同形态珊瑚对水温上升的不同响应,推测目前全球变暖不会对三亚珊瑚造成致命的影响,但持续变暖可能会导致珊瑚群落趋向耐受能力强的种属而导致多样性减少.     

涠洲岛珊瑚礁近千年的发育过程及其对气候变化的响应*

高纬度珊瑚栖息地能否成为气候变暖背景下热带珊瑚物种的“避难所”仍不明确, 南海北部的相关研究更是稀少。本文以取自涠洲岛的2根珊瑚礁沉积岩心为研究对象, 通过U-Th定年、沉积组分分析以及珊瑚种属鉴定等方法, 探讨近千年以来珊瑚礁的发育过程及其对气候变化的响应。研究结果发现, Core1(石螺口)岩心沉积的3个快速堆积阶段分别与罗马暖期、中世纪暖期和现代暖期大致对应; 而2个缓慢堆积阶段则分别与黑暗时代冷期和小冰期大致对应, 证实了温暖的气候对珊瑚礁发育有促进作用, 而寒冷的气候则不利于珊瑚礁的发育; 此外, 现代强烈的人为干扰可能也导致了涠洲岛珊瑚礁的迅速退化。Core2(南湾)中陆源沉积含量高, 珊瑚年龄主要集中在800AD—950AD和现代这两个时间段内, 其原因可能与环境变化、风暴作用及湾内现代珊瑚分布特征有关。通过对比这两个站位的珊瑚礁沉积特征, 本文进一步提出“完全避难所”和“非完全避难所”的概念, 揭示涠洲岛珊瑚可能同时具有低纬度热带珊瑚礁和高纬度珊瑚群落这两种发育特征和趋势。     

重金属铜污染对石珊瑚生长影响的实验研究

分布于热带海洋的珊瑚礁是重要的生态学资源.受全球环境变化和人类活动的影响,珊瑚礁正处于退化之中,其中重金属污染是人类活动影响珊瑚礁的重要方面.国际上不少研究初步探索了珊瑚对一定浓度重金属的响应,我国类似的研究尚不多.本文通过72h的急性毒性测试,研究重金属Cu2+污染对6科7属石珊瑚的影响,以了解重金属污染对石珊瑚所造成的伤害和石珊瑚对Cu2+污染的生态反应.实验结果显示,随着Cu2+浓度的增加,与珊瑚共生的虫黄藻密度呈现先短暂上升而后持续下降的趋势,直致珊瑚白化;Cu2+污染对块状滨珊瑚毒性影响最大,在浓度超过40·7μg·L-1时即致其死亡.Cu2+污染胁迫下所有试验珊瑚的触手伸展活动都出现异常,显示Cu2+污染对珊瑚生存有明显的影响.     

三沙市美济礁滨珊瑚记录的近百年海面温度变化

利用南沙群岛美济礁滨珊瑚Sr/Ca建立与海面温度（SST）的关系式,后报近百年南沙群岛海区高分辨率的SST序列。结果显示：美济礁近百年SST的年平均值为28.4℃,最高值为29.2℃（1998 AD）,最低值为27.6℃（1917 AD）,相差1.6℃。近百年SST呈增暖趋势,升温速率为0.025℃/10 a,但存在年代际的温度波动,其中1906―1927 AD呈降温态势,1928―1938 AD呈增温态势,1939―1957 AD呈降温态势,1958年后SST呈波动上升趋势。近百年SST呈现3.5 a、33 a周期,显示受ENSO和太平洋年代际涛动（PDO）影响。     

锌胁迫下两种鹿角珊瑚虫黄藻荧光值的变化

以海南三亚鹿回头珊瑚礁区生长的花鹿角珊瑚(Acropora florida)和浪花鹿角珊瑚(Acropora cytherea)为研究对象,通过实验室模拟金属锌的胁迫环境,利用叶绿素荧光仪测试两种珊瑚虫黄藻在不同浓度硫酸锌胁迫下的叶绿素荧光参数。实验结果显示:(1)当珊瑚暴露在相对低浓度锌(105.6μg/L)条件下,枝条较细的浪花鹿角珊瑚的最大光化学产量(Fv/Fm)和最大电子传递速率(rETRmax)快速下降;较粗的花鹿角珊瑚前6天无明显反应,但到第8天时其Fv/Fm和rETRmax亦开始显著下降;(2)当珊瑚暴露在相对高浓度锌(599.4μg/L)条件下时,两种鹿角珊瑚颜色均快速变浅,第2天即大面积露出白色骨骼,Fv/Fm下降到0.3以下,不再对光强产生响应,指示珊瑚已死亡。实验结果揭示了珊瑚虫黄藻光合作用对重金属胁迫的响应过程,表明锌污染对造礁珊瑚虫黄藻光合能力有严重的抑制作用,从而影响到珊瑚生长,高浓度的锌使虫黄藻光合作用快速衰减直至停止,导致珊瑚短时间内死亡。