珊瑚礁的研究

生物学研究方法作业研究课题名称培养耐温、耐酸的珊瑚虫加快恢复珊瑚礁学号41308182姓名王智清1一、研究内容概述珊瑚礁生态系统是最复杂的水生态系统，它在所有的海洋生态系统中提供了最高的生物多样性。造礁石珊瑚在构造、维持珊瑚礁生态系统以及形成礁体框架过程中起着重要作用。近年来，由于气候的变化和人类活动的影响使得世界范围内的珊瑚礁群落面临着严重的威胁，珊瑚白化、病害、天敌危害现象日益加剧。特别是全球变暖、海水酸化的影响对珊瑚礁的危害特别严重。有人预计按照全球升温的速度及海水酸化的程度在2100年前，地球上的珊瑚礁将会消失1。现在各国包括我国都在加强珊瑚礁的保护，我国主要在环境立法方面进行保护，还有移植珊瑚礁。但这些方法所需时间长、成效不明显，况且珊瑚生活的环境有所改变移植不一定成活。研究新的珊瑚种可以适应升高海面温度（SST），海水酸度，进行扩大繁殖，在海洋中进行繁殖，加快恢复珊瑚礁生态系统。二、研究课题设计（一）项目概况珊瑚礁白化是珊瑚礁消失的主要现象，第一个白化珊瑚礁是７０年前人们在澳大利亚大堡礁的一次探险活动中发现的。然而到了７０年代，在世界不同的地方都发现了白化珊瑚。世界野生生物基金会的一份报告指出，在１９７９至１９９０年短短的１２年间，就发现了６０起珊瑚白化病例，而在这之前的１０３年中仅证实有过３起。悉尼大学生物科学学院教授奥韦·霍格·古尔贝格，最近１５年来对全球的白化珊瑚礁作了研究，他在研究报告中得出结论：除非气候不再变化，否则珊瑚白化将日趋频繁，１００年内，珊瑚礁将会从地球上的绝大部分地2。造成珊瑚白化的主要是全球变暖、海水酸化。若研究出的珊瑚虫及共生藻能够在温度变化程度大、酸性条件中继续生存、形成珊瑚礁。在最短的时间内恢复珊瑚礁生态系统，重建“蓝色沙漠”的绿洲。（二）项目的目的，意义目的：珊瑚礁是全球最大的生态系统之一，它在维持自身动态的同时，承担着调节海洋环境、提供海岸保护阻挡沉积物的功能；通过固氮功能进行海洋氮的循环利用，通过生物作用维护CO2和Ca的收支平衡，它是种群的栖息地和避难所，调节热带亚热带海洋种群食物链的平衡。然而，珊瑚礁白化不仅导致珊瑚死亡和珊瑚礁生态系统严重退化，还破坏了其他物种的栖息地，导致其他物种数量减少，有的还濒临灭绝。珊瑚礁白化主要是由于SST上升、海水的酸度增强导致虫黄藻无法在珊瑚的体内生存，失去了藻类珊瑚礁显白色，不就珊瑚也就死去。人工进行耐高温、耐酸的珊瑚虫及虫黄藻的培育，使珊瑚虫及虫黄藻继续在现在海洋环境中生存。改善珊瑚礁生态系统，减缓珊瑚礁生态系统消失速度，恢复珊瑚礁生态系统。122意义：珊瑚礁对生存环境要求是很严格的，一旦海水温度升高4℃,90％以上的珊瑚礁将在几个小时之内死亡3。此外，珊瑚还对海水的酸度、盐度、深度、紫外线的照射有着严格的要求。随着全球气候的变化，海洋环境也在变化，对生存环境有着严格要求的珊瑚来说将很难存活下去。这样的发展趋势将使得珊瑚礁生态系统面临消失的威胁，会对生存在珊瑚礁生态系统的种群失去栖息地；珊瑚礁主要生存在水下50~90米4，可以消弱海浪对海岸线和岛屿的冲击和侵蚀。珊瑚礁的白化，导致珊瑚大量死亡珊瑚礁消失，珊瑚礁的恢复是一件工作量大，难度大，花费高的工作。我国最近下达一项珊瑚礁移植的工程，只是在海南省，预计花销4000万元，移植效果难以预料5。如果进行珊瑚种的培养，培养适合现在海洋环境生存的珊瑚，将会从问题的根本解决问题。只需在海中投放培育的珊瑚种，不需要花费大量的人工进行移植，恢复珊瑚礁生态系统的速度也会加快，带来的经济效益远比传统的移植方法强。（三）国内外研究现状和发展现状国内：现在国内开发珊瑚礁的现状，珊瑚礁是天然的观赏物，药物，还有天然建筑材料，国内开发情况严重，造成珊瑚礁生态系统受到严重的破坏，珊瑚礁的面积锐减。针对我国实际情况，国家制定出了几种合理的方案。其中建立海洋自然保护区是我国最主要也是最有效的手段之一，此外还有在立法方面，建立健全的法律，防止过度开发珊瑚礁，特别是在旅游业方面，减少开发珊瑚作为纪念品。加强南中国海地区环境的综合治理,实行更加严格的工业废水排放标准,加强对污染排放的监测管理,逐步改善南中国海的水域环境。修复珊瑚礁生境。在已遭到破坏和正在退化的珊瑚礁区进行生境及生态修复工作。如,重建礁岩三维立体结构,为海洋生物营造生存空间;采用人工移植石珊瑚的方法,加速珊瑚礁生态系统的恢复;同时移植珊瑚、海绵动。,建立珊瑚礁动态监测网络：对珊瑚礁进行长期监测可以积累有关珊瑚礁状况和动态变化的基础资料,供管理和决策参考。应加强珊瑚礁区生态系统状况(物种组成及分布变化、生物量、受人类活动影响程度等)的长期、系统监测,寻找珊瑚礁动态变化规律,使得珊瑚礁保护和管理工作更有针对性6。还有，加强船舶污染防治立法，进一步提高海洋环境保护意识。降低空气中二氧化碳浓度以及研究新的方法恢复珊瑚礁生态原貌。国际：由于珊瑚礁生活的海域是在热带亚热带，现今对珊瑚礁保护的主要是澳大利亚和中国。澳大利亚的大堡礁是世界上著名的珊瑚礁生态系统，珊瑚礁同样受着白化的危害。澳大利亚注重环境的保护，珊瑚礁水域水质保护计划已经实施了１０年，改善了大堡礁水域的珊瑚礁健康状况，其效果是积极的7。近两年，澳大利亚还花重金杀灭棘冠海星，棘冠海星是大堡礁的最大天敌。澳大利亚科研人员最近使用了一种新的检测方法，以更加快速和准确的测定导致珊瑚礁死亡的多种疾病。学家认为，除了人为因素影响外，一些人类尚不了解的疾病可能是导345673致珊瑚礁死亡的重要原因。一旦他们可以确定导致珊瑚生病的致病因子，就能设计出合理的治疗方案，从而保护珊瑚及海洋生态平衡8。模拟大堡礁，找出是珊瑚礁面积减少的原因，进行检测珊瑚礁，随时监管珊瑚礁的生长状态。（四）项目创新点和特色当前国内进行珊瑚礁生态系统的保护和恢复方法主要在与立法和环境的治理。立法主要是减少人们对珊瑚礁的开发，减缓珊瑚礁消失的速度。但根据长远的发展是行不通的，珊瑚礁在环境、经济、建设方面对人类的贡献非常重要，若停止对珊瑚礁的开发，显然是不合理。澳大利亚在早些时候主要进行环境的净化，比如花重金改善水质，还有周边工厂的排污工作。近期在保护大堡礁主要是消灭珊瑚的天敌棘冠海星，这种人为地消灭天地的方法在自然界中实不可取，如果把握不好消灭的程度会使得棘冠海星的数量在一段时间内大量消失，这样后果将会很严重。到时候消失的不仅仅是一个物种还有可能是几个甚至是几十个物种。显然，澳大利亚的环境学家也意识到这种情况，开始进行如何保护大堡礁的研究。培育出耐温程度大，内酸性好的珊瑚及共生的虫黄藻，大量的在海洋中进行繁殖，恢复珊瑚礁的速度将会加快。而且，不需要再对珊瑚礁的天敌进行杀害，还可以正常的开采珊瑚礁。珊瑚礁在人类经济建设方面起着重要的作用，特别是在资源短缺的时代中，开采海洋资源是人类资源的重要来源。此外，珊瑚礁对生存条件的要求没有那么苛刻，在应对全球变暖的快速步伐中，具有一定的抵抗力不会在短时间内白化、死亡、消失。相比传统的的改良环境，消灭天敌、立法管理，还有建立之人保护区。给人类带来的经济效益更好，有效治理珊瑚礁白化现象，还可以促进旅游业的发展，珊瑚礁的开采，解决资源问题。（五）研究计划和进展1、研究思路根据现在珊瑚礁主要面临的生存环境的威胁：全球变暖，海水的温度升高；海水的酸度增加；天地数量的增加等问题。通过改变他们的生活环境（在温度高的、酸性较大的环境中），使他们的基因改变，具有抵抗高温、酸度大的海水。培养出具有抗性的珊瑚及虫黄藻，在大海中进行大量的投放，大量繁殖。2、研究方法（实施步骤）（1）选取实验材料在不同海域中采取实验材料，并记录各海域的海水温度、酸度及此海域珊瑚礁的生长情况。还有近二十年中海水温度的变化、酸度的变化。（2）实验培育新种将采集来的实验材分别分成几组，配置不同酸度的培养基，接种上珊瑚虫，放在不同的温度下培养。84（3）筛选优良种在培养基上挑选出存活的微生物，进行扩大培养。在进行第二次筛选，培育出真正能够在比原来海域环境更严峻的环境中生存的珊瑚礁。（4）投放扩大繁殖在原海域中投放相应海域的实验培育新种，进行扩大繁殖，六、参考文献1李淑、余克服珊瑚礁白化研究进展，生态学报第27卷第5期（北宁10049）2国际报道（2009/3/27）3黄丽华，南中国海珊瑚礁生态与管理，琼州学院学报18卷第5期（三亚572022）4涠洲岛42年来海面温度变化及其对珊瑚礁的影响，应用生态学报第15卷第3篇（南宁530022）5我省拟投4000万恢复生态，海口日报/2014/2/21/第A07版6中国日报网/2010/5/21/5