广州科学家，在南海“种”珊瑚

近年来，全球气候变暖、

海水酸化、人工拖网捕捞等因素叠加

导致全世界珊瑚礁面积大幅萎缩

保护与修复迫在眉睫

中国科学院南海海洋研究所

黄晖研究员团队

研发了一系列珊瑚繁育和底播移植技术

应用于南海的珊瑚礁生态修复

目前修复面积已达35万平方米

有效遏制了珊瑚礁的退化

经过5年的持续修复，珊瑚数量得到较大增加，珊瑚个体也生长到40至60厘米 图源：中国科学报

解密珊瑚礁

用0.2%的面积养育25%的海洋生物

“西沙群岛一带海水五光十色，瑰丽无比……海底的岩石上长着各种各样的珊瑚，有的像绽开的花朵，有的像分枝的鹿角。”在我国，不少人是从三年级语文课文《富饶的西沙群岛》中认识珊瑚的。

目前，我国已记录的造礁石珊瑚有480种，主要分布在西沙群岛、南沙群岛及海南岛周边海域等。珊瑚对海洋生态系统起到至关重要的作用，因其生物多样性丰富，珊瑚礁被称为“海洋中的热带雨林”。尽管造礁石珊瑚面积仅占海洋面积的0.2%，却孕育了超过25%的海洋鱼类，并为鱼虾贝蟹提供产卵场和索饵场。此外，珊瑚礁结构还能吸收80%-90%的波浪能，有效保护岸线免受台风和海啸侵蚀。

与大家想象的不同，珊瑚并非植物，而是一种腔肠动物。成千上万的珊瑚虫分泌碳酸钙骨骼，最终形成珊瑚礁。珊瑚对海水温度敏感，通常只生活在23℃-28℃、有光照的浅海中。一旦水温低于18℃，珊瑚虫就不再成礁。所以，我们“种”珊瑚的“种”是要打引号的。

近年来，受海水升温、酸化及水体富营养化、过度捕捞、拖网作业、围填海等主客观因素叠加影响，珊瑚退化速度远超自然恢复的速率。

科研人员表示，珊瑚最常见的问题是白化。这是因为水温升高，导致与珊瑚共生的虫黄藻脱离珊瑚。

虫黄藻不仅是珊瑚颜色的来源，它还通过光合作用，为珊瑚提供能量。尽管珊瑚也可以吃一些食物，但这一方式获取的能量不足以让珊瑚长期生存，因此，珊瑚白化超过一定时间就会死亡，若水温下降，虫黄藻也可以回到珊瑚体内，让珊瑚重新生存下来。

科研人员表示：“我们团队做珊瑚礁修复的目标，就是让南海相关区域的珊瑚恢复速度大于其退化速度。”

针对近岸高沉积环境，团队研发了框架形苗圃和可拼接型透水人工礁体苗圃 图源：中国科学院南海海洋研究所

体系完备

育苗播种维护全程高效管控

自20世纪90年代起，团队开始从事珊瑚修复的科研工作，经过30余年的积累，形成了一整套成熟的技术体系。

首先是种苗来源，团队研发了无性扩繁和有性繁殖两大技术。无性扩繁类似“无心插柳”，通过切断珊瑚断枝进行扩大培养，技术成熟且效率较高，但缺点是缺少个体间基因交流，长期有种群退化的风险。有性繁殖则是主动采集珊瑚的精卵团，培育受精卵，直至养成可移植的个体。

与之配套的是珊瑚“苗圃”的建设。团队在三亚等地建设了“苗圃”，蔚蓝的海面下，团队采用树形、绳索式、框架式等不同结构进行珊瑚培育，珊瑚的种苗就“长”在了这些桩子上。“通常，我们会在珊瑚修复区域附近进行苗圃的建设，这样就可以尽快驯化珊瑚，以适应目标环境。”科研人员介绍道。

珊瑚“苗圃” 图源：广州日报

当珊瑚苗长到一定大小，其对海洋环境的适应能力也大大提升，团队便会采用底播移植的方式，让珊瑚苗回归海底，开启造礁。这一技术类似从育秧到插秧。根据海底地形和珊瑚形态，团队会采用不同的固定方式——

最常见的是铆钉法。潜水员到达海底后，找到可使用钻孔的岩底，使用水下电钻打钉，固定分支状珊瑚，帮助其在海底生长。铆钉法简洁高效，但近来研究发现，其缺点是结合部生长慢，易受台风影响导致“头重脚轻”。

第二种方法是用生物黏合剂。团队自主研发了水下专用黏合剂（类似“水下水泥”），可适用于无法打钉的岩底或团块状/表覆型珊瑚，增加接触面积，使珊瑚抗台风能力更强。

第三种方法是人工礁体法，可在严重退化、无附着基的区域投放人工礁体，提供新的生长点。

“种”下珊瑚后，团队还需进行后期维护，包括定期监测生长情况、清除敌害生物及投放互利共生生物等，以利于珊瑚礁生态系统的恢复。

成效显著

从覆盖率不足5%恢复至连片生长

经过多年努力，团队目前已培育珊瑚种苗35万-40万株，底播移植面积超35万平方米。其中，三亚鹿回头海域，经过修复后珊瑚覆盖率显著提升，从不足5%恢复至连片生长，移植珊瑚已实现性成熟和排卵。在国际合作方面，团队的修复技术已推广至斯里兰卡，协助当地搭建苗圃并进行移植，效果良好。

移植成效 图源：广州日报

对于珊瑚礁的保护，目前的主要威胁仍是强台风、不断变暖的海洋水温以及不断加剧的海洋酸化。“我国已经意识到珊瑚的重要作用，并通过立法对珊瑚礁进行严格保护。现在，大多数的珊瑚为国家二级保护野生动物，其中，名贵的红珊瑚更是国家一级保护野生动物。”科研人员表示，团队还会协助相关法院，对人为破坏珊瑚礁的行为进行认定，“拖网捕捞可能会对珊瑚礁造成严重破坏，这一行为在珊瑚礁海域已被严格禁止。”

未来研究方向

团队接下来在珊瑚领域的科研将重点布局三个方向。

第一是坚持长期本底调查，持续监测和发现珊瑚的演变规律。第二是突破规模化珊瑚有性繁殖技术，攻克技术瓶颈，进一步降低有性繁殖成本，解决无性繁殖导致的种群退化问题。第三是研究耐热机制与珊瑚选育，这也是团队目前的科研重点。

研究发现，在同一片珊瑚礁内，有的珊瑚出现白化，有的则没有，表明有的珊瑚更耐热。团队希望通过杂交、热驯化等手段，选育出耐高温的珊瑚品种，并从营养生态学角度（如脂质代谢调控）提升珊瑚的热耐受性。

另一边，中山大学海洋科学学院教授刘岚长期深耕海洋天然产物研究。2014年起，刘岚开始从事珊瑚礁研究。她在调查中发现了珊瑚礁热带物种北移的现象：“我们在万山群岛调查中，记录到原本属于热带分布的鹿角珊瑚、杯形珊瑚等出现频率显著增加。原本，我国造礁石珊瑚分布北界止于福建东山，但近年来，浙江温州等地也记录到了珊瑚存在，这些印证了全球气候变化下珊瑚向高纬度地区迁移的趋势。”

她还指出：“海水温度超过30℃会导致赤道附近珊瑚白化甚至死亡，这迫使珊瑚幼虫随海流向北方较冷水域扩散定植。此外，部分珊瑚可能向温度较低的深水区扩散。”

刘岚教授在进行珊瑚研究 图源：广州日报

刘岚还专注于海洋天然产物的开发利用研究，团队积极从珊瑚礁、红树林、海草床等海洋生态系统中寻找活性物质，开发功能产品或海洋药物。

据介绍，1978年，中山大学龙康侯教授率先开拓了中国海洋天然产物化学研究领域；此后，曾陇梅教授和苏镜娱教授夫妇接力推进，在20世纪80年代中期发表了该领域的第一篇顶级期刊论文；林永成教授则开创了海洋微生物天然产物的新方向。

刘岚团队在国内率先建成“海洋生物天然产物化合物库”，已收录保藏海洋化合物逾3000个；从2008年到2013年，刘岚走遍了国内十多个红树林保护区，带着学生采样，建立了南海海洋微生物菌株库，保藏菌株数量超过10000株。

近年来，团队在海鞘来源海洋真菌次级代谢产物中，发现环酯肽化合物ISE具有优异的抗血栓活性，且出血风险低，已通过生物合成及化学全合成手段完成了规模化制备，并获省重点研发专项支持进行成药性评价。目前，这一抗血栓药物已完成临床前研究和成药性评价，正推动药物向临床方向转化。

“海洋药物其实早就应用于我们的生活。例如头孢药物，最早的头孢霉菌就是人类在地中海附近发现的，后经结构改造发展为多代头孢药物。”刘岚说。

据介绍，中山大学不仅有海洋科学学院，还有医学院、药学院等多个学科协同推进，开发新型抗肿瘤、抗结核等海洋药物。

参考来源

广州日报《广州科学家，在南海“种”珊瑚》

https://mp.weixin.qq.com/s/l4GYh4Vg4dtJqJWGnzZz2Q?scene=1