珊瑚礁的研究

1、生物學(xué)研究方法作業(yè) 研究課題名稱 培養(yǎng)耐溫、耐酸的珊瑚蟲加快恢復(fù)珊瑚礁 學(xué) 號(hào) 41308182 姓 名 王智清 1、 研究內(nèi)容概述珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)是最復(fù)雜的水生態(tài)系統(tǒng)，它在所有的海洋生態(tài)系統(tǒng)中提供了最高的生物多樣性。造礁石珊瑚在構(gòu)造、維持珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)以及形成礁體框架過程中起著重要作用。近年來，由于氣候的變化和人類活動(dòng)的影響使得世界范圍內(nèi)的珊瑚礁群落面臨著嚴(yán)重的威脅，珊瑚白化、病害、天敵危害現(xiàn)象日益加劇。特別是全球變暖、海水酸化的影響對珊瑚礁的危害特別嚴(yán)重。有人預(yù)計(jì)按照全球升溫的速度及海水酸化的程度在2100年前，地球上的珊瑚礁將會(huì)消失 ?，F(xiàn)在各國包括我國都在加強(qiáng)珊瑚礁的保護(hù)，我國主要在環(huán)境立

2、法方面進(jìn)行保護(hù)，還有移植珊瑚礁。但這些方法所需時(shí)間長、成效不明顯，況且珊瑚生活的環(huán)境有所改變移植不一定成活。研究新的珊瑚種可以適應(yīng)升高海面溫度（SST），海水酸度，進(jìn)行擴(kuò)大繁殖，在海洋中進(jìn)行繁殖，加快恢復(fù)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)。2、 研究課題設(shè)計(jì)（1） 項(xiàng)目概況 珊瑚礁白化是珊瑚礁消失的主要現(xiàn)象，第一個(gè)白化珊瑚礁是年前人們在澳大利亞大堡礁的一次探險(xiǎn)活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)的。然而到了年代，在世界不同的地方都發(fā)現(xiàn)了白化珊瑚。世界野生生物基金會(huì)的一份報(bào)告指出，在至年短短的年間，就發(fā)現(xiàn)了起珊瑚白化病例，而在這之前的年中僅證實(shí)有過起。悉尼大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院教授奧韋霍格古爾貝格，最近年來對全球的白化珊瑚礁作了研究，他在研究報(bào)告

3、中得出結(jié)論：除非氣候不再變化，否則珊瑚白化將日趨頻繁，年內(nèi)，珊瑚礁將會(huì)從地球上的絕大部分地 。造成珊瑚白化的主要是全球變暖、海水酸化。若研究出的珊瑚蟲及共生藻能夠在溫度變化程度大、酸性條件中繼續(xù)生存、形成珊瑚礁。在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)，重建“藍(lán)色沙漠”的綠洲。（2） 項(xiàng)目的目的，意義目的：珊瑚礁是全球最大的生態(tài)系統(tǒng)之一，它在維持自身動(dòng)態(tài)的同時(shí)，承擔(dān)著調(diào)節(jié)海洋環(huán)境、提供海岸保護(hù)阻擋沉積物的功能；通過固氮功能進(jìn)行海洋氮的循環(huán)利用，通過生物作用維護(hù)CO2和Ca的收支平衡，它是種群的棲息地和避難所，調(diào)節(jié)熱帶亞熱帶海洋種群食物鏈的平衡。然而，珊瑚礁白化不僅導(dǎo)致珊瑚死亡和珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重退化，

4、還破壞了其他物種的棲息地，導(dǎo)致其他物種數(shù)量減少，有的還瀕臨滅絕。珊瑚礁白化主要是由于SST上升、海水的酸度增強(qiáng)導(dǎo)致蟲黃藻無法在珊瑚的體內(nèi)生存，失去了藻類珊瑚礁顯白色，不就珊瑚也就死去。人工進(jìn)行耐高溫、耐酸的珊瑚蟲及蟲黃藻的培育，使珊瑚蟲及蟲黃藻繼續(xù)在現(xiàn)在海洋環(huán)境中生存。改善珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)，減緩珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)消失速度，恢復(fù)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)。意義：珊瑚礁對生存環(huán)境要求是很嚴(yán)格的，一旦海水溫度升高4,90以上的珊瑚礁將在幾個(gè)小時(shí)之內(nèi)死亡 。此外，珊瑚還對海水的酸度、鹽度、深度、紫外線的照射有著嚴(yán)格的要求。隨著全球氣候的變化，海洋環(huán)境也在變化，對生存環(huán)境有著嚴(yán)格要求的珊瑚來說將很難存活下去。這樣的發(fā)展趨

5、勢將使得珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)面臨消失的威脅，會(huì)對生存在珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的種群失去棲息地；珊瑚礁主要生存在水下5090米 ，可以消弱海浪對海岸線和島嶼的沖擊和侵蝕。珊瑚礁的白化，導(dǎo)致珊瑚大量死亡珊瑚礁消失，珊瑚礁的恢復(fù)是一件工作量大，難度大，花費(fèi)高的工作。我國最近下達(dá)一項(xiàng)珊瑚礁移植的工程，只是在海南省，預(yù)計(jì)花銷4000萬元，移植效果難以預(yù)料 。如果進(jìn)行珊瑚種的培養(yǎng)，培養(yǎng)適合現(xiàn)在海洋環(huán)境生存的珊瑚，將會(huì)從問題的根本解決問題。只需在海中投放培育的珊瑚種，不需要花費(fèi)大量的人工進(jìn)行移植，恢復(fù)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的速度也會(huì)加快，帶來的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)比傳統(tǒng)的移植方法強(qiáng)。（3） 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)：現(xiàn)在國內(nèi)開發(fā)珊瑚礁

6、的現(xiàn)狀，珊瑚礁是天然的觀賞物，藥物，還有天然建筑材料，國內(nèi)開發(fā)情況嚴(yán)重，造成珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)受到嚴(yán)重的破壞，珊瑚礁的面積銳減。針對我國實(shí)際情況，國家制定出了幾種合理的方案。其中建立海洋自然保護(hù)區(qū)是我國最主要也是最有效的手段之一，此外還有在立法方面，建立健全的法律，防止過度開發(fā)珊瑚礁，特別是在旅游業(yè)方面，減少開發(fā)珊瑚作為紀(jì)念品。加強(qiáng)南中國海地區(qū)環(huán)境的綜合治理,實(shí)行更加嚴(yán)格的工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)對污染排放的監(jiān)測管理,逐步改善南中國海的水域環(huán)境。修復(fù)珊瑚礁生境。在已遭到破壞和正在退化的珊瑚礁區(qū)進(jìn)行生境及生態(tài)修復(fù)工作。如,重建礁巖三維立體結(jié)構(gòu),為海洋生物營造生存空間;采用人工移植石珊瑚的方法,加速珊瑚

7、礁生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù);同時(shí)移植珊瑚、海綿動(dòng) 。,建立珊瑚礁動(dòng)態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)：對珊瑚礁進(jìn)行長期監(jiān)測可以積累有關(guān)珊瑚礁狀況和動(dòng)態(tài)變化的基礎(chǔ)資料,供管理和決策參考。應(yīng)加強(qiáng)珊瑚礁區(qū)生態(tài)系統(tǒng)狀況(物種組成及分布變化、生物量、受人類活動(dòng)影響程度等)的長期、系統(tǒng)監(jiān)測,尋找珊瑚礁動(dòng)態(tài)變化規(guī)律,使得珊瑚礁保護(hù)和管理工作更有針對性 。還有，加強(qiáng)船舶污染防治立法，進(jìn)一步提高海洋環(huán)境保護(hù)意識(shí)。降低空氣中二氧化碳濃度以及研究新的方法恢復(fù)珊瑚礁生態(tài)原貌。國際：由于珊瑚礁生活的海域是在熱帶亞熱帶，現(xiàn)今對珊瑚礁保護(hù)的主要是澳大利亞和中國。澳大利亞的大堡礁是世界上著名的珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)，珊瑚礁同樣受著白化的危害。澳大利亞注重環(huán)境的保護(hù)，

8、珊瑚礁水域水質(zhì)保護(hù)計(jì)劃已經(jīng)實(shí)施了年，改善了大堡礁水域的珊瑚礁健康狀況，其效果是積極的 。近兩年，澳大利亞還花重金殺滅棘冠海星，棘冠海星是大堡礁的最大天敵。澳大利亞科研人員最近使用了一種新的檢測方法，以更加快速和準(zhǔn)確的測定導(dǎo)致珊瑚礁死亡的多種疾病。 學(xué)家認(rèn)為，除了人為因素影響外，一些人類尚不了解的疾病可能是導(dǎo)致珊瑚礁死亡的重要原因。一旦他們可以確定導(dǎo)致珊瑚生病的致病因子，就能設(shè)計(jì)出合理的治療方案，從而保護(hù)珊瑚及海洋生態(tài)平衡 。模擬大堡礁，找出是珊瑚礁面積減少的原因，進(jìn)行檢測珊瑚礁，隨時(shí)監(jiān)管珊瑚礁的生長狀態(tài) 。（4） 項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)和特色當(dāng)前國內(nèi)進(jìn)行珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和恢復(fù)方法主要在與立法和環(huán)境的治

9、理。立法主要是減少人們對珊瑚礁的開發(fā)，減緩珊瑚礁消失的速度。但根據(jù)長遠(yuǎn)的發(fā)展是行不通的，珊瑚礁在環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、建設(shè)方面對人類的貢獻(xiàn)非常重要，若停止對珊瑚礁的開發(fā)，顯然是不合理。澳大利亞在早些時(shí)候主要進(jìn)行環(huán)境的凈化，比如花重金改善水質(zhì)，還有周邊工廠的排污工作。近期在保護(hù)大堡礁主要是消滅珊瑚的天敵棘冠海星，這種人為地消滅天地的方法在自然界中實(shí)不可取，如果把握不好消滅的程度會(huì)使得棘冠海星的數(shù)量在一段時(shí)間內(nèi)大量消失，這樣后果將會(huì)很嚴(yán)重。到時(shí)候消失的不僅僅是一個(gè)物種還有可能是幾個(gè)甚至是幾十個(gè)物種。顯然，澳大利亞的環(huán)境學(xué)家也意識(shí)到這種情況，開始進(jìn)行如何保護(hù)大堡礁的研究。培育出耐溫程度大，內(nèi)酸性好的珊瑚及共生

10、的蟲黃藻，大量的在海洋中進(jìn)行繁殖，恢復(fù)珊瑚礁的速度將會(huì)加快。而且，不需要再對珊瑚礁的天敵進(jìn)行殺害，還可以正常的開采珊瑚礁。珊瑚礁在人類經(jīng)濟(jì)建設(shè)方面起著重要的作用，特別是在資源短缺的時(shí)代中，開采海洋資源是人類資源的重要來源。此外，珊瑚礁對生存條件的要求沒有那么苛刻，在應(yīng)對全球變暖的快速步伐中，具有一定的抵抗力不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)白化、死亡、消失。相比傳統(tǒng)的的改良環(huán)境，消滅天敵、立法管理，還有建立之人保護(hù)區(qū)。給人類帶來的經(jīng)濟(jì)效益更好，有效治理珊瑚礁白化現(xiàn)象，還可以促進(jìn)旅游業(yè)的發(fā)展 ，珊瑚礁的開采，解決資源問題。（5） 研究計(jì)劃和進(jìn)展1、 研究思路 根據(jù)現(xiàn)在珊瑚礁主要面臨的生存環(huán)境的威脅：全球變暖，海水的

11、溫度升高；海水的酸度增加；天地?cái)?shù)量的增加等問題。通過改變他們的生活環(huán)境（在溫度高的、酸性較大的環(huán)境中），使他們的基因改變，具有抵抗高溫、酸度大的海水。培養(yǎng)出具有抗性的珊瑚及蟲黃藻，在大海中進(jìn)行大量的投放，大量繁殖。2、 研究方法（實(shí)施步驟） （1）選取實(shí)驗(yàn)材料 在不同海域中采取實(shí)驗(yàn)材料，并記錄各海域的海水溫度、酸度及此海域珊瑚礁的生長情況。還有近二十年中海水溫度的變化、酸度的變化。 （2）實(shí)驗(yàn)培育新種 將采集來的實(shí)驗(yàn)材分別分成幾組，配置不同酸度的培養(yǎng)基，接種上珊瑚蟲，放在不同的溫度下培養(yǎng)。 （3）篩選優(yōu)良種 在培養(yǎng)基上挑選出存活的微生物，進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)。在進(jìn)行第二次篩選，培育出真正能夠在比原來海域環(huán)境更嚴(yán)峻的環(huán)境中生存的珊瑚礁。 （4）投放擴(kuò)大繁殖 在原海域中投放相應(yīng)海域的實(shí)驗(yàn)培育新種，進(jìn)行擴(kuò)大繁殖，6、 參考文獻(xiàn)1李淑、余克服珊瑚礁白化研究進(jìn)展，生態(tài)學(xué)報(bào)