1、影响造礁珊瑚 生长的主要因素,作者：生命科学学院 邱阳 马潇潇 刘超 03221029 03221074 03221024,前 言,造礁珊瑚主要分布于温暖、透明度高、贫营养的热带水域，在全球可响应地划分为两个动物区系，我国南海属于印度太平洋区系，物种数占区系总物种的1/3左右，资源丰富，可利用潜力巨大。但目前正面临全球气候变暖，环境污染等自然条件的威胁。因此，对影响珊瑚生长因素的讨论，有利于我国南海珊瑚资源的保护和开发。,摘 要,我们的内容是从环境因素入手，分别讨论了温度、光照、CO2浓度、环境污染等因素对造礁珊瑚生长的影响，并对我国南海珊瑚资源的保护提出了一些建议。,有 关 珊 瑚,造礁珊瑚
2、的分布珊瑚礁虫黄藻,温 度,海水表层温度（SST）是影响珊瑚生长的最主要的因素。 表现为两个方面：温度对珊瑚生长的影响 对与其共生的虫黄藻的生存的重要影响,温度对珊瑚生长的影响,造礁珊瑚的密度、生长率和钙化率与主要环境指标间的对比显示，珊瑚生长、骨骼密度的变化和海温的年变化曲线明显相关。造礁珊瑚最适生长温度为年平均水温25左右。水温过低或过高都会引起生长缓慢，甚至死亡。例。,温度对与其共生的虫黄藻的生存的重要影响 白化现象, 虫黄藻对温度非常敏感,水温升高1就可能迫使它们离开珊瑚,使珊瑚黯然失色。 当活珊瑚群体受到环境压力，虫黄藻逃逸、消失，或失去这些藻的色素，则珊瑚群体仅呈现其骨肉的本色，变
3、成苍白或纯白色，称白化或珊瑚白化，当这一现象流行、广泛分布时，称白化现象。,温度对白化现象的影响,海水表层温度的剧变(变暖或变冷)，是造成大规模白化事件的主要原因。但具体影响的相关性机制目前还不清楚。珊瑚白化，随后恢复，这是正常的生态变化过程，但长期、反复、严重的白化会导致珊瑚的死亡。,光 照,光照强度是垂直分布限制因子珊瑚虫适合的生存深度是25米以内，水深超过5070米，就停止造礁。证据光照至少可通过两种机制影响造礁珊瑚的生长:一是光照有利于造礁珊瑚共生虫黄藻的光合作用。二是光照可增加造礁珊瑚周围溶液的过饱和度，加速碳酸钙晶体的生长。,适宜的CO2浓度是珊瑚生长的必须,co2是形成珊瑚礁的化
4、学成分之一虫黄藻光合作用消耗CO2 ，促进钙离子与碳酸氢根离子结合成碳酸钙，从而形成珊瑚礁。温室效应对珊瑚礁的影响大量的CO2溶入海水，改变了碳酸氢盐的溶解平衡，使得珊瑚的成礁作用因此受到抑制。另外，由于骨骼生成受碍，珊瑚承受其它压力侵袭的能力也降低。,基底条件与波浪作用,珊瑚是营底栖固着的生物，一般只在岩石的基底上生长。水流可以给珊瑚带来食物，使海水保持含氧量充足，因此在海水过于平静的海湾中，珊瑚的生长缓慢；但过强的水流冲刷则不利于珊瑚生长。波浪在一定深度内对珊瑚是一种最强烈的干扰，同时也造成了珊瑚按照抗冲击能力大小的分布。,金属与海水污染,金属离子金属离子如铜、铁、锰和锌等是珊瑚生长所必须
5、的，但过量会造成伤害，实验证明某些金属会在特定的珊瑚体内累积。 水污染绝大多数造礁珊瑚要求水质清洁和水流畅通的环境，污浊的淤泥能使珊瑚窒息而死，混浊的海水也影响共生藻类的光合作用。有研究表明，近海滨珊瑚由于受水污染影响骨骼生长呈现不规则 。,海洋其它生物的影响,珊瑚礁是海洋环境中物种最丰富，多样性程度最高的生态系统。珊瑚礁生态系统的多样性决定了种间食物和空间竞争非常激烈。虫黄藻已在前面说明。棘冠海星捕食珊瑚虫，促进种群演替（形成大密度的大规模集群时对珊瑚礁破坏极大）。共生甲壳类靠寄主分泌的黏液为食，可驱逐海星 。造礁珊瑚之间,结 语,造礁珊瑚的生态意义,珊瑚礁群落是一个稳定的、种类繁多的、适应
6、性较好的生物群落。较高的海洋生产力有研究结果显示，珊瑚礁初级生产力范围为15005000gC/（m2a），这表明它代表自然生态系统的最高生产力水平。,珊瑚藻类共生的生态意义,虫黄藻生活在珊瑚虫的组织中，另有一些 生活在钙质骨骼中，其他一些含钙质和肉质藻类生活在石灰岩基质处。 1.对动物能量需求的意义共生藻的有机营养可直接转移至动物组织内 2.补充植物营养物质的意义珊瑚礁代谢产物多是共生藻所需的营养物质，可被直接利用，使得营养物质在系统的,植物和动物之间不断进行再循环，保持较高生产力。 3.对碳酸钙沉积的意义 在体内生活的藻类能够吸收CO2，从而极大地增加珊瑚虫建立骨骼的能力。,造礁珊瑚面临全球
7、范围的生态危机,虽然按绝对值说珊瑚礁初级生产力很高，但相对于消费者的数量而言，食物仍然短缺。承受温室效应、海水污染以及人类过度开发等压力，珊瑚礁在全球呈现减少趋势。,保护建议,加强对珊瑚礁生态系统的资源保护和合理开发，着重于总体环境的保护，如治理海洋污染，减少废气排放，合理利用珊瑚资源，并可适当建立保护区。,造礁珊瑚的分布,造礁珊瑚主要分布于温暖、透明度高、贫营养的热带浅水海域，在全球相应地可划分为两个动物区系，即大西洋加勒比海区系(Atlantic-Caribbean fauna)和印度太平洋区系(Indo-Pacific fauna)。虽然这两大区系的自然环境条件相差不多，但物种多样性却有
8、很大差别，前者仅有20属65个种，而后者却有80属500余种。 back,珊瑚礁海岸有三种类型：岸礁构成一个位于海面下的平台，紧靠陆地，分布，好像一条花边镶在海岸上。堡礁像长堤一样环绕在离岸更远的外围，与海岸间隔一个宽阔的浅海区，或者隔着一个称为泻湖的水体。eg.澳大利亚的大堡礁环礁为露出在水面上高度不大的珊瑚礁岛，外围成花环状，中央水体也称泻湖，湖水浅而平静。外缘是波浪滔滔的大海。 back,珊瑚绚丽多彩的颜色，实际上都源于各种虫黄藻的颜色。虫黄藻属于甲藻中的Symbiodinium属，生活在珊瑚虫消化道的衬层细胞内。造礁珊瑚虫需要的O2，一部分从海水摄取，另一部分则靠虫黄藻提供。而虫黄藻从
9、珊瑚虫那里获得光合作用必需的CO2和N、P等，形成互惠关系。同时，珊瑚虫在代谢过程中排出的大量CO2，妨碍着骨骼的增长，虫黄藻却有迅速解除CO2的功能，从而促进珊瑚骨骼的形成。但非造礁珊瑚没有共生虫黄藻，因而可以生活在真光层下方。 back,back,back,表层水温,年代,钙化率（mg/d）,back,在中美和南美西岸以及非洲西岸广大海区，尽管是处于赤道附近水域，但却没有造礁珊瑚的分布，原因就是这些水域有强大的下层冷水上升，沿岸浅水区水温低于造礁珊瑚要求的温度条件。我国台湾、广东沿岸虽纬度较高，但由于有强大暖流经过，也有少量造礁珊瑚。 back,证据,众多研究显示，在滨珊瑚骨骼中发现日、月
10、、季、年周期的生长层，在某种程度上它们均反映了周期性光照量的变化。再次，光照量随水深变化，随水深的增加生长率降低、骨骼密度增加，这是光照量随水深减少的结果。 back,左图是不同方案对未来CO2浓度增长的预测。有学者计算后预言，如果近70年内CO2浓度增加到两倍，则珊瑚礁的形成将下降70%，海水中碳酸盐浓度减半；如果CO2浓度再增加一倍，珊瑚礁形成将下降75%，更为严重的是，这一过程是“绝对全球化的”。（自Pennisi E. New threat seen from carbon dioxideJScience，1998，279:989）,温室效应对珊瑚礁的威胁,左图是不同方案对未来CO2浓
11、度增长的预测。有学者计算后预言，如果近70年内CO2浓度增加到两倍，则珊瑚礁的形成将下降70%，海水中碳酸盐浓度减半；如果CO2浓度再增加一倍，珊瑚礁形成将下降75%，更为严重的是，这一过程是“绝对全球化的”。（自Pennisi E. New threat seen from carbon dioxideJScience，1998，279:989）,back,棘冠海星 back,造礁珊瑚间也存在竞争 枝状珊瑚生长将遮盖住生长较慢的竞争者，将其淘汰。 枝状珊瑚的持续生长也可能导致起自身的死亡。 加勒比海的许多迎风礁中，由于糜角珊瑚（Acropora palmata）向大海方向迅速生长，形成许多隆脊，结果其群体由于过分拥挤而死亡，最终被其它物种所覆盖。 back,back,
