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珊瑚礁生态修复的理论.docx

上传人:麒麟才子 2022/7/4 文件大小:23 KB

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珊瑚礁生态修复的理论
珊瑚礁是全球物种多样性最高、资源最丰富的生态系统,被誉为“海洋中的热带雨林”。它是全球生态系统的重要组成部分,可向人类供应食物、海岸防护和药物等资源。然而,近50a来,在人类活动和全球变暖的影响下,全球生态修复过程或珊瑚移植过程中表现出相对活跃的状态。定量聚合酶链反应(quantitativePCR)技术的应用揭示低密度系群的虫黄藻在珊瑚修复过程中发挥其冗余功能(functionalredundancy)。移植的珊瑚可通过转变体内共生虫黄藻系群的组成以增加对新环境的适应性。由于不同虫黄藻的生理耐受力有明显区分,环境扰动可影响虫黄藻的遗传同一性(geneticidentities)。对虫黄藻细胞核糖体中脱氧核糖核酸(rDNA)的争论揭露:在对环境胁迫的耐受力上,A系虫黄藻比B和C系更强。在极端环境中,以A或D系虫黄藻为主导的珊瑚光量子效率高于以B或C系为主导的珊瑚。因此以A或D系虫黄藻为主导的珊瑚对环境具有更强的适应力气,是珊瑚移植的优先选择对象。
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、扩展力气
,有性繁殖是成熟珊瑚排卵至体外受精成为浮浪幼虫。浮浪幼虫经水流漂流和纤毛运动,选择合适的地区附着生长,发育成珊瑚。珊瑚通过有性繁殖保持物种基因的连通性,基因流淌也是珊瑚保持基因连通的有效方式。即使纬度差异大的珊瑚礁区存在着明显的温度梯度,但是其珊瑚仍可以保持高度的基因连通性。低纬度与相对高纬度珊瑚杂交产生的后代拥有更强的热胁迫耐受力,可遗传的耐受基因包括氧化应激、细胞基质等的功能基因。幼虫在水流作用下进行不同空间尺度的漂流和附着是珊瑚迁移、扩展的途径之一,退化礁区由于环境的不适宜性,特别需要移植成熟的珊瑚进行幼虫补充。移植的珊瑚适应环境并达到性成熟后,与原位珊瑚进行杂交繁育,产生变异后代,提高对环境的适应性,发挥出杂交优势。杂交或变异后代的氧化还原酶活性和细胞基质相关的基因本体(geneontology)有丰富的正调整基因集,拥有更高的热耐受应激反应基因。因此,跨纬度移植产生的珊瑚杂交后代具有更高热耐受力,理论上讲可实现通过珊瑚移植、生态修复达到珊瑚繁殖、扩张的目的。
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。实现珊瑚礁生态修复的关键是浮游幼虫要补充到珊瑚礁区。完成幼虫的补充包括3个连续的阶段:幼虫漂流、幼虫附着和变态、幼虫生长。可通过海洋化学信息的吸引,使浮浪幼虫漂流至合适的地方进行附着。移植的珊瑚和原位珊瑚杂交产生的幼虫,在细菌和珊瑚藻分泌的化学物质吸引下,进行附着和变态。许多生物表面的细菌都影响着这些幼虫的附着,如壳状珊瑚藻(Neogoniolithonfosliei)表面的假交替单胞菌(Pseudoalteromonas)分泌的四溴吡咯(TBP)可以诱导幼虫的附着和变态。此外,壳状珊瑚藻分泌的溴酪氨酸衍生物(11-deoxyfistularin-3)也可诱导幼虫变态。
,在礁体表面增加微型孔洞等能够促进幼虫的附着,表面结构简洁的礁石是吸引珊瑚幼虫附着的重要因素。退化珊瑚礁区的礁体表面结构当然简洁多样,但水环境条件不利于幼虫附着和生存。因此,选择合适的水域制造微型地形地貌,理论上可增加幼虫附着的成功率。
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、抵抗风浪、供应庇护所的岩体结构,促使珊瑚的附着、生长和繁殖。但人工礁体中底栖海藻易于快速繁殖,抢占珊瑚生存的空间,影响珊瑚的生长,抑制幼虫补充。底栖海藻的快速繁殖,人工礁中的珊瑚群落向海藻群落更替,影响珊瑚礁生态修复的效果。有争论发觉:隆头鱼捕食底栖海藻可降低这些海藻的掩盖度,从而关怀珊瑚的附着与生长。珊瑚礁中有2种鱼类(Scarusrivulatus和Siganusdoliatus)以底栖海藻为食。但是过度捕捞会导致珊瑚礁区鱼类快速削减,投放的人工礁简洁被底栖海藻掩盖,因此借助人工鱼礁修复珊瑚礁也需要相关生态因子的平衡。
2珊瑚礁生态修复的实践
上述介绍表明:从理论上讲珊瑚礁的生态修复是可行的。如选择合适的移植区进行珊瑚移植、园艺式养殖珊瑚(供应移植对象)以及人工礁等都是目前探究的相关修复技术。但实际上,珊瑚礁生态的修复工程成本相当高,周期也很长,因此不同国家实行的珊瑚礁修复策略不同。发达国家的原则是“修复成本与生态补偿平衡”,需要从珊瑚修复所产生的价值考虑;进展中国家比较多考虑的是降低成本,并以珊瑚移植为主要手段。