科技日?qǐng)?bào)記者 王祝華 策劃 趙英淑 滕繼濮
家住廣州的唐峰一家原本計(jì)劃暑假前往泰國皮皮島潛水，不得已改了行程。
作為全球潛水愛好者的熱門選擇，皮皮島國家公園近期宣布，由于海域內(nèi)珊瑚白化現(xiàn)象嚴(yán)重，暫停部分浮潛項(xiàng)目。
近年來，珊瑚礁經(jīng)歷了前所未有的生存挑戰(zhàn)。面對(duì)這一嚴(yán)峻形勢(shì)，從基礎(chǔ)研究，到創(chuàng)新應(yīng)用，從無性繁殖技術(shù)，到基因改良工程，科研人員正努力探索。
與此同時(shí)，政府、企業(yè)與公益組織等多方力量也紛紛加入，讓珊瑚礁保護(hù)工作未來可期。
多重誘因，珊瑚白化加劇
珊瑚礁在保護(hù)海岸線、維持生物多樣性、促進(jìn)全球碳循環(huán)等方面發(fā)揮著重要作用。
珊瑚與其組織內(nèi)的蟲黃藻，存在著共生關(guān)系。一旦蟲黃藻離開或衰亡，珊瑚便會(huì)因缺乏營養(yǎng)而失去色彩直至死亡，這一現(xiàn)象被稱為白化。
“白化最大的誘因是全球變暖?！敝袊茖W(xué)院南海海洋研究所博士張?jiān)￡柦邮芸萍既請(qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說，只要珊瑚的生長環(huán)境水溫比適宜水溫的上限高出2℃至3℃，就會(huì)發(fā)生白化現(xiàn)象。張?jiān)￡?0多年來活躍在珊瑚研究和科普一線。他告訴記者，若環(huán)境條件逐步改善，且保護(hù)得當(dāng)?shù)脑?，珊瑚礁也能恢?fù)健康。
然而，珊瑚所處的環(huán)境并不樂觀。根據(jù)國際珊瑚礁倡議組織發(fā)布的衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果，自1985年以來，全球海水表面溫度總體呈上升趨勢(shì)，海洋面臨較高的熱壓力。特別是近5年來，海洋“最熱”紀(jì)錄被不斷刷新。
“除了溫度，珊瑚對(duì)污染也特別敏感?！遍L期從事海洋生物與生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究的海南大學(xué)海洋科學(xué)與工程學(xué)院副院長周智說，“海水富營養(yǎng)化是導(dǎo)致珊瑚礁退化的重要因素之一?！?/p>
海水富營養(yǎng)化是指海洋水體中氮、磷等含量過多而引起的水質(zhì)污染現(xiàn)象。談及該現(xiàn)象，就不得不提起兩大威脅——微塑料和防曬霜。前者被視為海洋中最恐怖的垃圾，后者則是最容易被忽視的污染源。
“微塑料被稱為‘海洋PM2.5’，或海洋霧霾?！敝苤墙忉尩溃诤＠撕吞栕贤饩€等作用下，塑料會(huì)被分解成顆粒狀的微塑料，直徑最小可達(dá)納米級(jí)，且密度極高。“其危害性比真正的霧霾有過之而無不及，會(huì)破壞珊瑚和蟲黃藻的共生關(guān)系?！?/p>
防曬霜中的紫外線吸收劑帶來的污染也不容小覷。海南大學(xué)原副校長、南海海洋資源利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授刁曉平帶領(lǐng)課題組曾開展此類研究。
該團(tuán)隊(duì)在選取了20多種珊瑚進(jìn)行檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，所有樣品中均檢出不同類別的紫外線吸收劑。
“海洋中紫外線吸收劑濃度過高，會(huì)導(dǎo)致珊瑚的免疫力下降，加速珊瑚死亡?！钡髸云秸f。
此外，天敵數(shù)量的暴發(fā)，也是珊瑚白化的重要原因之一。如被稱為珊瑚“殺手”的長棘海星，平均一只一天能吃掉2平方米的珊瑚。這種長滿尖刺、長得像仙人球的海底生物，通常會(huì)爬到珊瑚上，啃食珊瑚蟲，導(dǎo)致珊瑚死亡，留下一片“白骨”。
多技并施，研究走向深入
在菲律賓潘加塔蘭島周圍的珊瑚礁上，有一個(gè)人工智能驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)收集平臺(tái)，使科研人員能更好地監(jiān)測(cè)和分析珊瑚礁的恢復(fù)能力。
該平臺(tái)搭配智能水下攝像機(jī)，可對(duì)珊瑚進(jìn)行計(jì)數(shù)和分類，為研究人員提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息。
記者了解到，隨著珊瑚礁退化形勢(shì)的日益嚴(yán)峻，珊瑚礁生態(tài)修復(fù)已成為學(xué)界研究熱點(diǎn)。記者梳理發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)外的研究人員已經(jīng)在珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)、與珊瑚相關(guān)的環(huán)境因子以及氣候變化對(duì)珊瑚礁影響等方面，進(jìn)行了持續(xù)深入的研究。
近年來，科學(xué)家研究的重點(diǎn)已逐步轉(zhuǎn)向珊瑚白化和珊瑚礁退化原因的探究。其中，我國更加聚焦于珊瑚礁的造礁能力以及珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)等方面。
新技術(shù)尤其是DNA測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，以及基因數(shù)據(jù)的積累，為珊瑚和蟲黃藻共生關(guān)系的相關(guān)研究，打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。國際上也有科學(xué)家嘗試使用基因工程技術(shù)改良珊瑚，以增強(qiáng)其抗逆性，使珊瑚能更好地適應(yīng)環(huán)境變化。例如，美國科學(xué)家已開始利用先進(jìn)的珊瑚基因庫，篩選出耐熱和耐病的珊瑚品種進(jìn)行雜交。隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展以及在珊瑚礁研究中的廣泛應(yīng)用，新的科研成果也不斷涌現(xiàn)。
“在珊瑚基礎(chǔ)研究、保育技術(shù)創(chuàng)新方面，中國從未缺席。通過不懈努力，我國學(xué)者的研究水平已開始步入國際前列。”周智介紹。
記者了解到，隨著科技專項(xiàng)和經(jīng)費(fèi)投入增加，我國以自然資源部第三海洋研究所、中國科學(xué)院南海海洋研究所、海南大學(xué)、廣西大學(xué)、廣東海洋大學(xué)等為代表的科研院所，在《自然》《科學(xué)》等國際頂級(jí)科學(xué)期刊上發(fā)表的珊瑚研究論文，無論是數(shù)量還是影響力，都在持續(xù)提升。
這些基礎(chǔ)研究的長足進(jìn)步，為科研人員精準(zhǔn)實(shí)施珊瑚礁修復(fù)提供了科學(xué)依據(jù)。
值得一提的是，在珊瑚修復(fù)攻關(guān)方面，經(jīng)過多年的探索和實(shí)踐，我國已經(jīng)形成了具有近岸特色的珊瑚礁生境修復(fù)，珊瑚人工培育、移植、病害防控和人工礁水下工程的修復(fù)技術(shù)體系。特別是2022年我國首個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)——《海洋生態(tài)修復(fù)技術(shù)指南》中第2部分“珊瑚礁生態(tài)修復(fù)”實(shí)施，確保了珊瑚礁生態(tài)修復(fù)工作有標(biāo)可依，標(biāo)志著我國整體珊瑚礁生態(tài)修復(fù)效率的進(jìn)一步提升。
多管齊下，種出“熱帶雨林”
面對(duì)珊瑚保護(hù)和修復(fù)的復(fù)雜性和緊迫性，全球尤其是國內(nèi)的科研團(tuán)隊(duì)之間，正積極開展研究合作。
“現(xiàn)在種珊瑚還‘挺卷’的?！睆?jiān)￡柎蛉さ卣f。
在保育和修復(fù)過程中，人工培育珊瑚是至關(guān)重要的一環(huán)。目前，人工培育技術(shù)分為有性繁殖和無性繁殖兩大類。有性繁殖是指在實(shí)驗(yàn)室中培育珊瑚受精卵，待其發(fā)育成幼蟲后，放歸或底播到自然環(huán)境中。而無性繁殖則類似于農(nóng)業(yè)中的扦插技術(shù)，將珊瑚斷枝在人工環(huán)境或野外條件下培育成珊瑚成體，而后再進(jìn)行移植。
“有性繁殖成本和死亡率高。因此，在全面考量各種條件和成本后，國內(nèi)外團(tuán)隊(duì)普遍采用無性繁殖的方法?！钡珡?jiān)￡柋硎?，?dāng)前有性繁殖技術(shù)的需求極為迫切，因?yàn)橛行苑敝衬軌虼_?；虻亩鄻有裕蚨鄻有哉菢?gòu)成珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)韌性的重要基礎(chǔ)。
經(jīng)過多年持續(xù)攻關(guān)，中國科學(xué)院南海海洋研究所已對(duì)10多種珊瑚開展了人工培育，對(duì)珊瑚進(jìn)行有性繁殖，并掌握了人工控制條件下從珊瑚受精卵培育到珊瑚幼體的增殖技術(shù)。
“而在無性繁殖方面，不同研究團(tuán)隊(duì)的技術(shù)路線各異；針對(duì)不同海域的特定環(huán)境，技術(shù)手段也存在差別?！睆?jiān)￡柦榻B。以西沙海域獨(dú)特的環(huán)境為例，他們著眼于提升珊瑚的抗臺(tái)風(fēng)和海浪能力，創(chuàng)新性地研發(fā)了一種浮床式珊瑚斷枝培育苗圃。這種苗圃可讓珊瑚斷枝在其上生長，僅需8個(gè)月左右時(shí)間，珊瑚斷枝的體積便能增長至原來的3到5倍。
“我們用繩索、浮球和PVC管架搭建起‘珊瑚樹’，再把珊瑚斷枝綁縛上去。”張?jiān)￡栒f，“現(xiàn)在試驗(yàn)區(qū)的長勢(shì)很好，就像海底的熱帶雨林?！?/p>
10多年來，中國科學(xué)院南海海洋研究所的一批青年科研人員，猶如潛入海底的植樹造林者，深耕海底，專注于珊瑚礁的生態(tài)修復(fù)?！霸趯?dǎo)師黃暉的帶領(lǐng)下，我們的足跡已遍布廣東廣州、海南三亞和萬寧，以及西沙群島、南沙群島，成功修復(fù)了超過30萬平方米的退化珊瑚礁。”張?jiān)￡栕院赖卣f。
在珊瑚種植領(lǐng)域，海南熱帶海洋學(xué)院生態(tài)環(huán)境學(xué)院教授王沛政是一位“紅人”?！拔覀儓F(tuán)隊(duì)新研發(fā)出一種高效且環(huán)保的珊瑚斷枝繁育技術(shù)，能夠有效解決珊瑚移植后易于脫落的問題，可顯著提高珊瑚礁生態(tài)修復(fù)的效率?！彼f。
目前，王沛政團(tuán)隊(duì)正尋求與涉海企業(yè)的合作機(jī)會(huì)，以期將這一研究成果盡快投入應(yīng)用。
利用科技手段開展全方位監(jiān)測(cè)、早期預(yù)警、快速響應(yīng)，為珊瑚搶出更多的避險(xiǎn)時(shí)間，也是珊瑚保育工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，珊瑚監(jiān)測(cè)手段越來越“硬核”。
廣西大學(xué)海洋學(xué)院副教授王麗偉團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地將DNA生物傳感技術(shù)與環(huán)境DNA技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)出一系列便捷且經(jīng)濟(jì)的珊瑚致災(zāi)生物與共生生物現(xiàn)場(chǎng)/原位監(jiān)測(cè)傳感器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)珊瑚致災(zāi)生物與病原菌豐度的快速預(yù)警。
“應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，我們對(duì)中國南海海域的長棘海星種群密度進(jìn)行了動(dòng)態(tài)示蹤研究，掌握了該地區(qū)長棘海星的暴發(fā)情況。”王麗偉說，這為解決長棘海星反復(fù)暴發(fā)導(dǎo)致珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)急劇退化的問題，提供了可靠的技術(shù)支持。
多點(diǎn)發(fā)力，保護(hù)更有力量
不久前，在三亞天涯海角景區(qū)世界海洋日主題宣傳活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，一名潛水員背著沉重的水肺裝備，攜帶培育好的珊瑚寶寶，在孩子們的驚嘆聲中，以一個(gè)瀟灑的倒翻動(dòng)作潛入水中，將珊瑚幼苗種植在海底。
“潛水員叔叔能像《海底總動(dòng)員》中的尼莫一樣，看見海底珊瑚夢(mèng)幻世界嗎？”一名7歲的小女孩問。
“當(dāng)然可以，只要大家一起來保護(hù)海洋。”活動(dòng)組織單位藍(lán)絲帶海洋保護(hù)協(xié)會(huì)（以下簡(jiǎn)稱藍(lán)絲帶）的工作人員回答道。
三亞梅聯(lián)社區(qū)副書記趙克攀介紹說：“梅聯(lián)社區(qū)已經(jīng)從一個(gè)垃圾遍地的小漁村，蛻變成了人人參與珊瑚保護(hù)的美麗社區(qū)。在這個(gè)過程中，藍(lán)絲帶對(duì)我們提供了很大幫助。”
藍(lán)絲帶海洋保護(hù)協(xié)會(huì)，是一家以海洋保護(hù)為主旨的民間公益社會(huì)團(tuán)體。該協(xié)會(huì)秘書長蒲冰梅告訴記者：“從2007年起，我們通過與政府、企業(yè)、社區(qū)合作，開展海洋科普宣傳教育活動(dòng)超過1000次。”
作為補(bǔ)充力量，越來越多的機(jī)構(gòu)和社會(huì)組織正積極投身于珊瑚保護(hù)行動(dòng)。以藍(lán)絲帶、廣東海洋協(xié)會(huì)、三亞珊瑚礁生態(tài)研究所為代表的組織，憑借其靈活性和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)配置資源的優(yōu)勢(shì)，日益成為我國珊瑚保護(hù)領(lǐng)域的重要民間力量。
基于“在保護(hù)中受益”的理念，我國企業(yè)也走出了一條“雙贏”之路。三亞蜈支洲島旅游區(qū)是三亞熱門的旅游勝地，也是浮潛和水肺潛水的好去處。
十幾年前，這片海域的珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)因海水升溫、漁業(yè)捕撈活動(dòng)以及海岸建設(shè)等多重因素的沖擊而遭受破壞，珊瑚覆蓋率顯著下降。2010年，時(shí)任海南大學(xué)海洋學(xué)院教授的王愛民，在初識(shí)“海洋牧場(chǎng)”概念后不久，便迎來了與三亞蜈支洲島旅游區(qū)的合作契機(jī)。雙方很快達(dá)成共識(shí)，聯(lián)手建設(shè)“海洋牧場(chǎng)”。
自2016年起，蜈支洲島旅游區(qū)又找來中國科學(xué)院南海海洋研究所幫忙，共同在島北側(cè)的夏季潛水觀光區(qū)域深入開展珊瑚修復(fù)研究，并多次實(shí)施造礁石珊瑚移植及培育苗圃建設(shè)等工作。
時(shí)至今日，三亞蜈支洲島海域的海洋牧場(chǎng)已成功獲得海南首個(gè)國家級(jí)海洋牧場(chǎng)示范區(qū)的稱號(hào)。截至今年4月，該海洋牧場(chǎng)已投放約8萬空立方米的人工魚礁和船礁，其中包括2586個(gè)水泥型人工魚礁和22艘船型礁，成功構(gòu)建了一個(gè)包含珊瑚礁、魚蝦貝等多種海洋生物的完整生態(tài)系統(tǒng)。
蜈支洲島旅游區(qū)海洋部經(jīng)理王豐國向記者介紹，最初移植到海洋牧場(chǎng)中的珊瑚斷枝僅有7至8厘米長，而今最大的珊瑚直徑已逾2米。珊瑚覆蓋率也從不足15%大幅提升至29%。修復(fù)珊瑚也帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)收益。以2023年為例，當(dāng)?shù)貪撍慰蛿?shù)量增至30余萬人，僅潛水項(xiàng)目一項(xiàng)就創(chuàng)收1.62億元。
為保護(hù)珊瑚礁資源及其生物多樣性，我國政府近年來實(shí)施了一系列保護(hù)措施。例如，將某些關(guān)鍵珊瑚礁生物列為國家保護(hù)動(dòng)物，同時(shí)，在南海區(qū)域設(shè)立了多個(gè)海洋保護(hù)區(qū)。今年6月，自然資源部辦公廳發(fā)布了《關(guān)于加強(qiáng)珊瑚礁保護(hù)修復(fù)的通知》。這是我國針對(duì)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)修復(fù)的又一重要文件。文件從國家層面為社會(huì)各界全方位、多角度共同參與珊瑚礁“呵護(hù)”行動(dòng)，提供了更具前瞻性、科學(xué)性、精準(zhǔn)性和安全性的指導(dǎo)與支持。
同樣在6月發(fā)布的《2023年中國海洋生態(tài)預(yù)警監(jiān)測(cè)公報(bào)》顯示，我國海洋生態(tài)狀況總體上保持穩(wěn)定。
原準(zhǔn)備去泰國潛水的唐峰接受采訪時(shí)表示，在網(wǎng)上查閱了大量相關(guān)信息后，他已有帶全家前往海南體驗(yàn)潛水的打算。
（受訪者供圖）
