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他们在海底“种珊瑚”:一场没有硝烟的深海保卫战

 祥雲山人杨克昌 2020-03-13

 编者按 

全球气候变暖引起珊瑚白化越来越频繁,导致珊瑚无法在短期内恢复。全世界的保育人士和科学家们都展开了和时间的赛跑,通过各种方式救援珊瑚礁这个海底的“热带雨林”,这当中也包括一部分珊瑚守护者们潜入海中,“种珊瑚”。

有观点认为气候变暖给珊瑚带来毁灭性的打击,但是也有观点认为气候变暖也迫使这种生存在热带的动物开始历史上的“大迁徙”。一切只有时间能给我们答案。

正在消失的除了陆地上的“热带雨林”外,还有被称为海底“热带雨林”的珊瑚礁。

2016年,全世界闻名的世界上最大的珊瑚礁群大堡礁出现了两次严重的大面积珊瑚白化,引起全世界对珊瑚的高度关注。

而澳大利亚气象委员2018年7月的报告显示,如果按照目前全球变暖的趋势,到本世纪30年代,珊瑚将面临“灭顶之灾”。

关于珊瑚,你所不知道的事

有很多人对珊瑚存在误解,以为它是植物,甚至是海底的石头,但珊瑚其实是由很多珊瑚虫组成,按照生态功能分,珊瑚可以分为有共生藻(即虫黄藻)的可造礁珊瑚,以及没有共生藻的不可造礁珊瑚。

海底世界的五彩斑斓,很大程度是珊瑚给与的。而珊瑚的存在不仅仅是给海底增加色彩这么简单,它更是为海底四分之一的生物提供了食物和庇护。

Coral reefs are the “tropical rain- forests” of oceans, providing food and shelter to 25 percent of marine creatures. Their loss would remove an essential home for marine flora and fauna.

▌珊瑚白化=死亡?

珊瑚的多彩颜色来自于共生藻,如果共生藻受到环境压迫,例如海水温度升高,则会离开珊瑚,造成珊瑚白化,进入“假死”状态,直到共生藻回巢,珊瑚又会恢复。但是频繁的白化可能会导致珊瑚礁无法有充足的时间恢复,导致珊瑚最终的死亡。

报告指出,过去一百年中,全球海洋热浪变得更加频发、持续时间更长,让全世界珊瑚礁受到严重威胁。

上世纪中后期,大堡礁珊瑚白化现象平均每27年发生一次,而现在平均每6年发生一次,到2034年可能平均每两年发生一次。

此外,全世界的珊瑚礁还面临海洋污染、过度捕捞等威胁。

而在大湾区的香港和深圳,由于城市化的发展和人类的频繁活动,珊瑚也面临同样的命运。

值得一提的是,位于大湾区的香港和深圳的珊瑚由于自然条件的限制并没有形成珊瑚礁,它们形成了珊瑚群落。

珊瑚礁的形成需要造礁珊瑚以及珊瑚藻类,在数以千年无间断的生命活动导致钙的堆积。珊瑚在独特的环境中生长,包括海水盐度达千分之32-35、海水温度介乎25到28摄氏度,以及风浪比较平静没有过多的沉积物才是理想的造礁环境。

由于珠江的淡水流入,位于亚热带地区的深圳和香港的西面海域水质比较浑浊,盐度比较低,冬天水温大概摄氏16度,甚至可以低至13度,几乎完全不适合珊瑚的生长。

深圳的珊瑚大部分都在东岸的大鹏湾,但是由于大鹏半岛的渔业作业和人类活动频繁,深圳的普查数据并不理想。

The discharge of the Pearl River around Shenzhen and Hong Kong, especially along the western shore, is turbid with low salinity. It is not optimal for coral species. Most of the coral able to survive under these conditions would be stony coral.

国际珊瑚礁普查中国大陆区总干事,同时也是广东海洋大学深圳研究院珊瑚保育中心主任廖宝林说,过去30年,深圳海域的珊瑚覆盖率从下降了一半,近几年的覆盖率保持在30%左右,珊瑚在逐步退化

为不能“发声”的珊瑚“代言”

家住深圳的夏嘉祥2008年由于一时兴起学习了潜水,从此跟大海结下了不解之缘。当时45岁的夏嘉祥在2015年初毅然辞去了互联网音乐版权相关的工作,放弃了去北京就业的机会,加入了民间珊瑚保育组织潜爱大鹏,为不能“发声”的珊瑚“代言”。

“海底下的状况,似乎也只有我们(潜水员)见得到,我们不站出来发声,谁会站出来呢?” 夏在接受中国日报最新一期数据新闻报道时反问道。

“它是海底的热带雨林,它的成长,不是为自己,也为其他的海洋生物提供了空间,但是因为它不会讲话,不会向你卖萌,它就理所应当被我们忽视么?”由于经常下海,皮肤晒的黝黑的夏嘉祥说起珊瑚来就跟介绍自己家的家人般滔滔不绝。

2007年,广东省从香港引入由潜水员志愿者和科学家共同参与的全球性最大的珊瑚礁监测计划——珊瑚礁普查。在深圳,珊瑚普查的志愿者队伍由珊瑚保育科学家和潜水爱好者组成,普查时间为每年7月到11月。2010年,夏嘉祥就成为其中一名最早期加入的潜水志愿者。

一湾两制

在深圳的大澳湾对开不到三公里就是香港第四个海岸公园的东平洲海岸公园。

根据香港渔农护理署官网显示,东平洲海岸公园内有丰富及多样化的海洋生境和物种,当中包括65种硬珊瑚、41种八放珊瑚、6种黑珊瑚和65种以上的大型藻类。这里也记录了一些较罕见的八放珊瑚物种,是中国香港海域珊瑚种类之冠。

Shenzhen’s Dapeng peninsula, a few kilometers from Hong Kong’s Tung Ping Chau Marine Park, hosts almost all the corals found in Shenzhen. And Tung Ping Chau has 65 of the 84 coral species found in Hong Kong. Minimal human disturbance allows corals in Tung Ping Chau to survive better than that at Mirs Bay off Dapeng peninsula in the same bay.

就地理位置上来说,东平洲距离深圳甚至比香港市区还要近。“这么短的距离内,两边的生物是互相流动的,不会因为海域这边是香港,那边是深圳的就不相往来,海洋生物没有这样的边界概念。” 夏如是说。

“珊瑚排卵受精,裂变产生的叫浮浪幼虫,最开始那个阶段,那个幼虫是在海水里漂的。海浪带送下,两边的珊瑚品种一定是互相有交换的。”夏解释道。但是大鹏这边的珊瑚状况却明显不如东平洲海岸公园。

把珊瑚“种”在海底分几步?

廖宝林所在的广东海洋大学深圳研究院珊瑚保育中心也坐落在大鹏新区。在这里,廖宝林和他手下的研究员们兵分两路,通过有性繁殖和无性繁殖两条路援救珊瑚。

有性繁殖珊瑚条件非常苛刻。那么问题来了,帮珊瑚繁殖并种植在海里分几步?

步骤一:

珊瑚每年仅产卵一次,通常会在夏天农历五月下旬的月圆之夜晚上八点到九点发生,所以需要连续几个晚上“盯梢”,在珊瑚株周围布放收集设备,包括罩子与试管,收集精子卵子。

步骤二:

用玻璃棒搅拌在烧杯里的精子卵子,每隔一小时用显微镜观察是否受精,受精后每隔两小时观察发育状况,如此三个日夜。

步骤三:

发育成漂浮的浮浪幼虫后,来到了附着这个关键步骤,也是整个有性繁殖中的关键。首先需要提前半年养好珊瑚的附着板,上面长满钙质藻,然后将幼虫附着其上。廖解释,现阶段他们实验室的附着率8%,较自然附着率的1%2%,提高了48倍。

步骤四:

发育成水螅体。珊瑚幼虫的直径最大不过1毫米,通过体现显微镜、荧光适配器辅助观察,附着后的珊瑚幼虫开始放射出荧光,并由圆柱体发育成扁平状,这证明珊瑚幼虫已经吸收了虫黄藻,成为真正的珊瑚幼体。

步骤五:

将幼苗安放在陶瓷材料的底托上。

步骤六:

将底托通过螺母固定在放置在海床的人工礁石上,并定期维护。

 

廖宝林承认,目前在世界范围内,珊瑚的人工有性繁殖仍然处在实验室阶段,因为珊瑚生长周期长,对培育和生长环境要求高,人工有性繁殖遇到很多难题,需要更长的时间去攻克,在10-20年之间不会有很好的成果

所以现在全世界范围比较多采用的是无性繁殖,也就是通俗的“种珊瑚”的说法。珊瑚虽然是动物,却拥有类似移栽的植物属性,断肢可以重新长成一株完整的珊瑚幼苗。

所以无性繁殖相对简单,只需要从珊瑚母株上采集手指大小的幼苗,将幼苗安放在陶瓷材料制成的底托上,再由潜水志愿者潜入海中,固定在提前放置好的人工礁石上,定期维护即可。通过这种方式的珊瑚繁殖的存活率非常高,达到了75%,廖宝林介绍。

潜爱大鹏的秘书长夏嘉祥曾经也是这个无性繁殖的“拥护者”,但是经过多年的海底深耕种植后,他认为人工采集珊瑚幼苗的无性繁殖的做法有待商榷。“深圳处于珊瑚生长的北源,本身珊瑚群落比较脆弱,如果大量被采集,就不知道是破坏还是保护了。”

Xia Jiaxiang, a worker for Dive4Love, an NGO in Shenzhen that helps conserve coral, disagrees with the cutting off of coral fragments for asexual propagation. After seven years of diving to check the coral reefs cover, he is not convinced.

“Shenzhen is in the subtropical region, far north of the natural habitat of coral reefs. That makes it almost unsuitable for corals. If we cut off parts of corals, which are already in a fragile state, do we protect or do more damage?” asked Xia.

夏和他的团队改变了作战模式,他们主要收集被台风或者渔网损毁的珊瑚残肢,重新种植在他们的海底苗圃。同时他们打算从珊瑚的另外一个“天敌”——散落在海里的废弃渔网入手,另辟蹊径打赢这场海底救援战。他们和大鹏的老渔民们请教如何利用废弃渔网,意图打通民心,改变渔民在海里丢弃渔网的习惯。

在香港,无性繁殖也被作为恢复海下湾海岸公园的主要途径。2015年和2016年,海下湾海岸公园的香港旗舰品种大型脑状珊瑚突然出现局部死亡。香港渔农自然护理署与香港大学合作通过无性繁殖修复受损的石珊瑚。

另一边,香港中文大学的学者崔佩怡通过有性繁殖的方式打算再现曾经珊瑚繁茂的吐露港海底。崔在她的陆地实验室苗圃的玻璃缸里培育了一批珊瑚幼苗,等到幼苗2岁就会把它们放回由于填海和新城镇的发展导致已经荒漠化的吐露港里。

Asexual propagation is also the option used in Hong Kong. The city’s Agriculture, Fisheries and Conservation Department (AFCD) commissioned scientists from the University of Hong Kong to rehabilitate coral colonies of the Hoi Ha Wan Marine Park, which suffered extensive damage in 2015 and 2016.

Marine biologist Apple Chui Pui-yi followed natural fertilization by culturing coral larvae from Tolo Harbour in a lab-based nursery. Tolo Harbour had abundant corals in the 1980s that were killed off by pollution and sediment from urbanization.

3D打印的新技术也为珊瑚的保育带来了新思路。澳洲的一个非政府组织利用3D打印了一个人工礁结构,放置在马尔代夫的海底,吸引珊瑚幼虫附着。而香港政府也是计划在吐露港中放置类似的人工珊瑚礁。

Reef Design Lab, an Australia non-profit, used a 3D-printed Modular Artificial Reef Structure to anchor the world’s biggest artificial reef frame in waters off the Maldives, to encourage coral larvae to settle there. The SAR government is mulling a similar 3D printed framework to rehabilitate coral colonies in Tolo Harbour.

全球变暖导致珊瑚大迁徙?

尽管有着众多的努力,全球范围的珊瑚仍然受到了全球气候变暖的冲击。

中国科学院南海海洋研究所研究员刘胜认为全球变暖虽然导致很多热带的珊瑚礁出现珊瑚白化的现象,但是对位处大湾区的深圳和香港来说,反而可能成为珊瑚北上的一个“庇护所”。

“大概是4000万年前,珊瑚在大湾区发育非常好,它是形成过礁的。那个时候这里温度比现在高。从这个方面来说,甚至在学界有一种说法,在全球变暖这种状态下,深圳有可能成为珊瑚的避难所,它就相当于人一样,天气太热了,实在受不了就开始迁移。”刘胜解释道。

Liu Sheng, researcher at the South China Sea Institute of Oceanology of the Chinese Academy of Sciences, wonders if global warming is making the Greater Bay Area a more suitable place for corals.

根据香港天文台的记录,2019年是香港自1884年有记录以来最热的一年,平均气温达到了24.5摄氏度。而造礁的石珊瑚的最佳生长温度为2528摄氏度。去年共录得46天当天最低气温超过28度的热夜,比2018年的26天上涨77%,也是有记录以来的最高记录。

2019年仅仅录得1天日最低温度低于12摄氏度的寒冷天气。

2019 was the warmest year for Hong Kong since 1884, with temperature averaging 24.5 C.

Last year saw the highest number hot nights with 46, a 77 percent increase from 2018. “Hot nights” are days with the lowest temperature of the day over 28 C. One cold day with the lowest temperature below 12 C was recorded for the year.

Reef-building coral normally grows optimally in water temperature between 25 and 28 Celsius. 

2019年十月,香港最新发布的珊瑚普查数据显示,六处曾经白化的珊瑚群落,经过两年的观察,已经在13个月内就完全恢复。该调查的主要负责人之一的香港浸会大学生物系副系主任邱建文指出,香港的温暖气候更适合某一些种类的珊瑚繁殖生长。

邱说,虽然暂时还未在香港发现某些热带珊瑚种类,但是珊瑚向亚热带转移的迁徙确实存在,有学者在日本海域发现了一些热带珊瑚品种。

Global warming is considered one of the key factors that give stress to corals by exhausting the symbiotic algae, which then leads to bleaching. It is a temporary condition that can recover if such stress abates. A two-year study of Hong Kong’s coral colonies by the AFCD and local scientists, released in October, revealed that the corals at six sites that suffered bleaching fully recovered within one to three months.

The study’s leading scientist, Qiu Jianwen, at Hong Kong Baptist University, said warmer weather in Hong Kong seems to favor certain types of corals. He said signs of coral migration to subtropical areas like Japan have been found, though not yet in Hong Kong.

但是全球变暖可能带来另外一个不利珊瑚生长的因素——海水酸化

过量的温室气体二氧化碳溶解在海水里会导致海水酸度增高,引起珊瑚礁的溶解,珊瑚甚至无法形成钙化的骨骼。刘胜认为到底全球变暖带来的有利和不利因子哪个会占主导作用,仍有待观察。

Global warming creates excess carbon dioxide that could acidify the seawater and dissolve the calcium in corals skeletons. Liu wondered if the temperature peaks may be followed by adverse acidification of seawater.

图:童翦波

视频:童翦波

作者:李丽葵、童翦波

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