海南提高珊瑚繁育成活率 建立中国首个珊瑚种子库
经过人工保育，三亚蜈支洲岛海域珊瑚长势良好。 本报记者 武威 摄
海南南海热带海洋研究所所长陈宏在实验室观察珊瑚苗。
热海所实验室里培育的珊瑚苗。
热海所科研人员潜入33米深海底考察珊瑚礁生长情况。陈宏 摄
热海所借助藻食性鱼类清理珊瑚礁上的杂藻，提高珊瑚苗的附着率。
■ 本报记者 邱江华
静谧幽暗的大海深处，团团簇簇的珊瑚千姿百态。各式各样的海洋生物聚集在它们周围，或穿行而过，或短暂停留，或长期“定居”。
珊瑚礁之于海洋，就像热带雨林之于陆地。它以约占海底2‰的覆盖面积，为近25%的海洋生物提供了栖息的家园，对海洋生态环境的稳定起着重要作用。不过，由于海洋环境变化等原因，珊瑚也面临疾病或死亡的风险。
作为海洋大省，海南海域有大片珊瑚礁分布。如何更好地保护这片斑斓多姿的海底世界？近年来，我省科研团队不断开展珊瑚规模化培育、研究与珊瑚礁修复工作。今年的6月8日是第十四个世界海洋日和第十五个全国海洋宣传日，在此之际，让我们一起走近海南科研团队，看看这项犹如在海底“植树造林”的工作，有何特别之处，需要突破哪些难关，最新进展如何？
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一个百万级培育计划
科研团队通过人工育苗与移植修复珊瑚礁，已在海南岛周边种下20余万株珊瑚
上午9时的阳光洒下来，将海水照得湛蓝透亮。5月28日这天，海南南海热带海洋研究所(以下简称热海所)所长陈宏和团队来到三亚崖州区梅联村边的海滩，换上潜水服，乘着小船向大海深处驶去。他们此行是为了考察这一片海底的珊瑚生长情况。
成立于2003年的热海所，是海南较早开展繁育珊瑚、修复生态等工作的科研院所。这些年，陈宏及其团队为获取一线研究数据，经常潜入海底做实验。
小船抵达考察海域后，热海所科研人员带着水下相机，从船舷处向海中一跃。近3个小时后，他们才浮出水面，将从海底采集来的珊瑚样本带回船上的试验平台，分解成小块待进一步研究。白天考察，晚上实验，已成了他们的工作常态。
“过去一段时间，由于温度变化和疾病等原因，海南近岸部分海域的珊瑚礁面积有所减少，一定程度上对海洋生态系统造成了影响。”陈宏说，为此，热海所于2019年发起了“百万珊瑚培育”计划，将通过珊瑚育苗技术，在海南沿海海底种下百万株珊瑚，涵养一个更加缤纷的海底珊瑚“花园”。
要实现这一计划，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规律，再逐步掌握规模化的珊瑚礁修复保护技术——这个过程实施起来非常艰难。
目前，热海所科研团队通过人工育苗与移植的方式来修复珊瑚礁。热海所工作人员麦永导介绍，珊瑚育苗技术分为室内育苗和野外育苗。“每次野外育苗，要先在海底选择合适的珊瑚母体，然后现场取苗，再用绳子将珊瑚苗固定在苗床或者选好的礁石上，让苗种重新繁殖扩大族群，整个过程类似于陆地上的植物嫁接。”
在育苗环节，还有一道难关要闯——苗种的成活率问题。麦永导说，珊瑚苗种的培育方式分为有性繁殖和无性繁殖。其中，有性繁殖是在天然海域进行，容易受海流、波浪等水文条件影响，珊瑚苗的成活率低。
为此，热海所将研究方向瞄准室内育苗与无性繁殖珊瑚技术。“我们发现，珊瑚苗在受伤时，会形成愈伤组织，周边还会出现大量的新生水螅体，这些水螅体能够演化成珊瑚体。这一发现为研究珊瑚的无性繁殖技术提供了启发。”陈宏说，在此基础上，他们研制出了单水螅体无性繁殖方法，珊瑚苗种的平均成活率达到70%，最高一批达到了99%，“这让我国在珊瑚繁殖成活率方面走在了世界前列。”
除此之外，热海所科研团队还发明了一批新装备和“黑科技”，运用在珊瑚苗的种植上，比如不锈钢珊瑚苗床、通过船舶“边走边种”的珊瑚苗种“飞播法”等，大大提高了珊瑚苗的种植效率。
“就像在海里‘植树造林’一样，珊瑚礁虽然生长缓慢，但我们在海底种下指甲盖般大小的珊瑚苗，或许有可能长成面积超过几个足球场的珊瑚礁。”陈宏表示。
这些年，热海所科研团队在三亚、陵水、儋州等地周边海域培育了超过20万株珊瑚，创造了国内繁殖且成活数量最多的珊瑚移植纪录。为了适应海南旅游发展，热海所还培育出柳珊瑚“丛林”，未来不但可作为旅游景观，还可以提取药用活性物质，增加经济效益。
美丽背后的脆弱
海南科研团队正在攻克珊瑚礁修复关键难题，帮助白化珊瑚恢复往昔色彩
在热海所实验室的一个水箱里，安置在其中的珊瑚失去了往日的色彩，大片的灰白，仿佛在昭示着死亡的来临。“这是我们采集回来的白化的珊瑚。”陈宏叹息着，它们看上去就像一片废墟，让人痛心。
珊瑚礁为海洋中许多生物提供了栖息的家园，但同时它也是个极为脆弱的生态系统。白化是珊瑚遭到破坏后较为典型的症状，且是一种全球性的现象。近几年，热海所科研人员的一项重要工作，就是探索解决珊瑚白化问题。
要解答“珊瑚为何会白化”这个问题，先要了解珊瑚颜色的本质。
“珊瑚实际上是由腔肠动物珊瑚虫构成的集合体。”热海所养殖组组长苏文杰解释说，新的珊瑚虫在先辈们的遗骨堆上生长，分泌出碳酸钙作为外壳。因此，珊瑚体本身呈碳酸钙的白色。而我们看到珊瑚的斑斓色彩，来自寄生在珊瑚身上的共生藻类。这些藻类可以进行光合作用，为珊瑚提供养分。
若海洋环境发生变化，就有可能破坏珊瑚和藻类的共生关系。藻类离开珊瑚体后，珊瑚也就失去了藻类的色素。原本可以被共生藻色素吸收的光，照射到珊瑚本体上都被反向散射出去，因此使珊瑚呈现出枯骨般惨白的颜色，形成了白化现象。
“要科普的一点是，珊瑚的白化不等于死亡。”陈宏补充道，待水温正常后，白化的珊瑚大部分会恢复正常的颜色。但死亡的珊瑚早期也是白色的，时间一久，藻类等生物生长起来后，死亡珊瑚的表面也会出现褐色等颜色。因此，对白化的珊瑚与死亡的珊瑚需要进行科学的鉴别。
2020年，热海所科研团队在海南岛西部海域考察时，发现了珊瑚白化现象。他们联合高校多次在相关海域设置长期观察样框，以观察白化珊瑚的长期演变趋势。此外，他们还采用遥感技术等方法，对相关海域的地理要素、潮汐等排放情况进行调查与分析。
“通过监测判断，显示该海域白化的鹿角珊瑚死亡率较高。且由于海域水温长期居高不下，珊瑚存活的可能性进一步下降。”陈宏说。
为了修复出现白化现象的珊瑚礁，热海所科研团队将不耐热的珊瑚移植到夏季自然上升流海域，通过海底涌上来的冷海水稀释表层温度高的海水，来改善珊瑚的生存环境，使其顺利通过夏季的高温考验。
“珊瑚虫对生存环境的要求十分苛刻，水温不能太高或太低，最适宜的温度是22摄氏度至27摄氏度，水的盐度要适中、稳定，还要有一个清洁的环境。”在实验室水箱里，陈宏为珊瑚造了一个“温床”，通过调控温度、培育与珊瑚共生的藻类等方法进行修复，让“温床”里的白化珊瑚缓慢恢复昔日的色彩。
陈宏认为，在寻找修复珊瑚礁的方法的同时，应更多唤醒人们的环保意识，消除导致珊瑚退化的因素，例如潜水时避免踩踏、剐蹭行为，减少对珊瑚礁的破坏。
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价值远不止所见
海南正开展珊瑚礁碳汇相关研究，或将为珊瑚礁保护赋予新的意义
“以前，许多人只看到珊瑚最直接的经济价值，如加工成美丽的珊瑚工艺品、开展珊瑚旅游项目等。实际上，珊瑚的价值远远不止这些。”陈宏特别提到。
成片的珊瑚礁是天然的防波堤，能有效减弱海浪对海岸的冲击。此外，作为海洋里的“基因库”，珊瑚礁还为人类未来可持续发展提供重要的物质支撑。
为进一步保护和培育珊瑚种质资源，2019年，热海所承担了海南省重点研发课题“珊瑚种质库关键技术的研究”。经过3年的技术攻关，陈宏及其团队在海南建立了中国首个珊瑚种子库，现已收集了150多种珊瑚物种。
“该库不仅具有珊瑚活体的保存技术，也具备珊瑚组织保存及分子鉴定等技术。”陈宏说，“我们的目标是培育形成大片珊瑚花园，为中国乃至世界的珊瑚礁修复提供苗种。”
更长远的目标，是服务国家战略，为中国实现“双碳”目标作贡献。
作为地球上最大的“碳库”，海洋在全球气候变化和碳循环过程中发挥着基础性的作用。而海南管辖着约200万平方公里的海域面积，可以从这片辽阔海域中获得的“蓝色碳汇”难以估量。
“然而，珊瑚礁作为一种生物礁有其特殊性，对其形成过程是碳汇还是碳源，在国际上始终有争议，被全球各地的科学家所关注着，亟待进一步开展实测研究。”陈宏说，目前，珊瑚礁还没被纳入以滨海湿地生态系统(如红树林、海草床等)为代表的海岸带蓝碳收支中。
因此，厘清珊瑚礁在碳交易中定量难的问题、探索将珊瑚礁由碳源向碳汇转变的途径，是当前珊瑚礁修复工作的紧迫之处，也是服务国家碳中和目标与绿色发展战略的应有之义。
近年来，热海所与华东师范大学唐剑武教授团队联合开展了“珊瑚白化对珊瑚礁修复和碳汇影响及其机制”课题研究。研究发现，与珊瑚共生的虫黄藻，能通过光合作用吸收珊瑚细胞代谢出来的和海水中的二氧化碳。而白化的珊瑚缺少虫黄藻的帮助，其代谢的二氧化碳将直接排出体外。
也就是说，该团队的研究验证了健康的珊瑚具有碳汇功能，可以降低海洋中的二氧化碳，这将为珊瑚礁的保护赋予新的意义。
陈宏认为，要从根本上解决好珊瑚礁碳源转碳汇这一问题，增加珊瑚礁的碳汇功能，不仅要系统开展珊瑚礁碳通量与碳收支的研究，还要加强对珊瑚礁的生态修复与保护工作。
“提高珊瑚存活率和珊瑚礁覆盖率，是增强珊瑚礁生态系统碳汇能力的有效途径。”如今，陈宏仍在为他发起的“百万珊瑚培育”计划而忙碌。作为海洋科技工作者，他们希望通过自己的努力，使海底珊瑚成群，种下的珊瑚苗健康生长、五彩缤纷，为海洋世界增添更多亮色。
(本报三亚6月7日电)
珊瑚小科普
珊瑚是由腔肠动物珊瑚虫构成的集合体。
珊瑚虫分泌碳酸钙作为外壳，本体是白色的，但与珊瑚共生的藻类，可以通过光合作用为珊瑚虫提供养分、带来斑斓色彩，以及吸收珊瑚细胞代谢形成的二氧化碳。
死去的珊瑚虫外壳逐渐堆积，就形成了珊瑚礁，新的珊瑚虫又在珊瑚礁上继续生长，周而复始。
珊瑚礁的重要性
它是天然防波堤，保护海岸抵御海浪侵蚀。
它是海洋里的“基因库”，为人类未来可持续发展提供重要的物质支撑。
它是海底的“热带雨林”，以约占海底2‰的覆盖面积，为近25%的海洋生物提供了栖息的家园，对海洋生态环境的稳定起着重要作用……
“百万珊瑚培育”计划
由海南南海热带海洋研究所于2019年发起，将通过珊瑚育苗技术，在海南沿海海底种下百万株珊瑚，涵养一个缤纷的海底珊瑚“花园”。
目前已在三亚、陵水、儋州等地周边海域培育了超过20万株珊瑚，创造了国内繁殖且成活数量最多的珊瑚移植纪录
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总策划：曹健 罗建力 齐松梅
执行总监：许世立
主编：孙婧
版面设计：张昕
检校：王振文 陈旭辉
H5文案：许世立
H5摄像：张茂 陈宏
H5制作：杨千懿
视频文案：孙婧
视频拍摄：张茂 武威 陈宏
视频剪辑：李玮竞
动画统筹/文案：韩静
动画制作：林芷羽
(本版图片除署名外均由本报记者 张茂 摄)
原标题：海南提高珊瑚繁育成活率，建立中国首个珊瑚种子库，开展珊瑚礁碳汇研究……在海底，“植树造林”
编辑：李奥迪