珊瑚礁是海底世界的一大奇觀，以其美麗和多樣性聞名於世。與陸地上熱帶雨林聚集著許多生物一樣，它也會吸引大量海洋生物。據統計，雖然珊瑚礁僅占海洋面積的0.25%，卻有四分之一的海洋生物依賴其生存。近年來，中國加大了對海洋珊瑚礁的保護力度，一批批科學家潛入海底「植樹造林」，在中國南海開展了大規模的珊瑚礁人工修復工作，截至目前已成功種植和修復珊瑚礁約30萬平方米。
那麽，珊瑚礁對海洋生態系有何重要意義？海底「植樹造林」是怎麽進行的？未來中國將如何保護珊瑚礁生態系？今天我們請中國科學院南海海洋研究所副研究員劉騁躍來聊聊這個話題。
中國南海是珊瑚礁主分布區
東漢文學家班固在【西都賦】中寫道：「珊瑚碧樹，周阿而生」，「珊瑚」一詞便出自於此。可以想象那樣的場景：在神秘的海洋深處，小小的珊瑚蟲成群聚集，經過一代代的繁衍，它們分泌出的石灰質成為了保護自己的外殼，再歷經千萬年海水的洗禮，最終形成了五彩斑斕的島礁。
珊瑚礁是由珊瑚蟲、珊瑚藻、軟體動物外殼及有孔蟲等鈣質生物的石灰質骨骼殘體，經世代不斷堆積形成的一種巖石體，以造礁珊瑚的碳酸鈣骨骼為主體。其中，最主要的造礁珊瑚是造礁石珊瑚，它與蟲黃藻共生，能分泌碳酸鈣，具有強大的造礁功能。
科學家把以珊瑚礁巖體為依托發育而成的生物群落及其所處生態環境形成的統一整體，稱為珊瑚礁生態系。 它作為熱帶副熱帶最突出的代表性海洋生態系，素有「海洋熱帶雨林」的美譽，且對維持海洋生態平衡、漁業資源再生、生態旅遊觀光、海洋藥物開發及保護海岸線等至關重要，具有突出的生態學功能和社會經濟價值。
雖然珊瑚礁生態系占據的海洋面積很小，卻孕育著四分之一的海洋生物，唯一的「缺點」就是對生長環境很「挑剔」。造礁石珊瑚的生長發育對環境要求極為嚴格，適合其生長的溫度範圍為20℃-28℃，超過這個範圍，與珊瑚共生的蟲黃藻便可能因受到影響而逸出，從而表現為珊瑚白化。一般認為，年最低月平均水溫18℃為珊瑚礁分布的界限，低於此溫度就無法形成。此外，造礁石珊瑚生長所需的鹽度範圍為27‰-40‰，對光照強度的要求使其通常生長於水深小於30米，且底質穩固、具有清澈和低營養水體的海區。
全球珊瑚礁總面積現有28萬至60萬平方千米，集中分布於印度-太平洋區系和大西洋-加勒比海區系兩個海區。其中，前者是造礁石珊瑚種類多樣性最高的區域，大約有1200種。
中國南海珊瑚礁正是印度-太平洋區系的重要組成部份，總面積約38461平方千米,主要分布在華南大陸沿岸、台灣島和海南島沿岸，以及南海的東沙群島、西沙群島、中沙群島、南沙群島。目前，中國共記錄造礁石珊瑚445種，其中西沙群島分布的造礁石珊瑚種類占到總數的50%以上，共有251種；而南沙群島分布的造礁石珊瑚種類占到總數的85%以上，共有386種。
環境與人為因素嚴重危及珊瑚
作為具有豐富生物多樣性與高生產力的生態系，珊瑚礁不僅能為人類提供大量的食物、原材料，還能透過削弱海浪能量的方式防止海岸受到侵蝕，同時也為人類提供了寶貴的旅遊資源。
從20世紀80年代開始，珊瑚礁的重要性及其面臨的危機逐步引起了國際社會的廣泛關註，1997年至1998年海水溫度異常升高引起的珊瑚礁大面積白化事件更是給全世界敲響了警鐘。此後，許多國家加強了對珊瑚礁的保護，並在珊瑚礁保護修復方面進行了探索嘗試，如立法保護、劃建保護區、人工修復等。
隨著全球氣候變遷與人類活動的影響，中國大陸海域造礁石珊瑚在過去的30年裏經歷了快速退化過程，將近80%的活珊瑚被破壞。 據資料統計，海南島近些年有80%-95%的珊瑚礁退化，其中，三亞鹿回頭珊瑚資源覆蓋率從1990年的30%-40%下降到2002年的23%左右，2002年至2003年該海域長棘海星的爆發又使珊瑚覆蓋率急劇下降到15%，因為長棘海星可以直接攝食造礁石珊瑚導致其退化。
雖然中國南海海域的珊瑚礁不在近岸，但受近些年破壞性漁業捕撈、海岸建設、珊瑚疾病爆發、長棘海星爆發等因素影響，該區域珊瑚礁也出現了嚴重退化現象。 在過去10年至15年，南海各島礁的珊瑚平均覆蓋率從超過60%下滑到20%左右，下滑速度甚至遠大於近岸珊瑚礁的退化速度。其中，東沙群島在1994年時北部造礁石珊瑚覆蓋率為80%-95%、南部覆蓋率為15%-20%，後因破壞性捕魚行為導致造礁石珊瑚覆蓋率在1998年時下降了60%-99%，2008年該區域潟湖內的造礁石珊瑚因白化事件大面積衰退，珊瑚覆蓋率降至不足10%。西沙群島海域的珊瑚礁也因軍事活動、珊瑚開采、破壞性捕魚作業等的幹擾而出現退化。
科學家海底挽救珊瑚出奇招
珊瑚礁資源因人類活動、環境變化等因素而出現的快速衰退現象，會直接影響到海岸生態系的穩定、漁業的持續、海岸帶的水土保持和旅遊業的發展。因此，為防止珊瑚礁資源進一步退化，中國科學家實施了多種針對性保護措施，其中，修復措施對受損珊瑚礁生態系的恢復起到了關鍵作用。
現任中國科學院南海海洋研究所海南熱帶海洋生物實驗站站長的黃暉研究員早在上世紀90年代便開始帶領團隊進行珊瑚礁生態修復的研究和試驗工作，其研究團隊獲得國家發明專利數十項，並主持撰寫了中國首個珊瑚礁生態修復的國家標準。研究團隊在廣東廣州和海南三亞、萬寧，以及西沙群島、南沙群島開展珊瑚礁修復，移植珊瑚在10萬株以上，修復退化珊瑚礁面積超30萬平方米。
基於中國目前取得的珊瑚礁修復研究結果，主流的有效修復技術包括3種：造礁石珊瑚的有性繁殖、斷枝培育和底播移植。
有性繁殖技術
這種技術主要是利用珊瑚的繁殖生物學特性，在其繁殖期透過促進珊瑚生殖配子結合形成受精卵，提高受精率；隨後對其培育至浮浪幼蟲階段，透過放入附著基或附著誘導物促使珊瑚浮浪幼蟲附著變態形成珊瑚幼體；再透過對珊瑚幼體的人工培育，提高幼體存活率，使其生長至合適的大小。透過這種人工技術的輔助，可以降低珊瑚繁殖過程中限制因素的影響，大大提高珊瑚受精卵發育至幼體的比例。
斷枝培育技術
斷枝培育技術就是透過造礁石珊瑚的無性增殖特點，利用人工培育條件或野外培育技術促進造礁石珊瑚斷枝的增長，達到移植所需大小。珊瑚斷枝培育方法主要分為珊瑚樹斷枝培育法、浮床斷枝培育法、纜繩斷枝培育法。在選擇具體方法時，需要綜合考慮修復區域的原生造礁石珊瑚種類、底質類別、台風和海浪發生頻次等情況。人工條件下的無性培育技術關鍵在於嚴格控制培育環境以適合珊瑚生長，其中包括光照、溫度、鹽度、海水pH值與酸堿度、離子濃度等多個方面，甚至還包括生物因素的控制，成本十分昂貴。而野外培育雖然成本較低，但對環境條件的控制不足，無法去除惡劣環境條件與生物因素的影響，可能造成培育失敗。
底播移植技術
底播移植技術是將野外采集或培育的珊瑚斷枝固定在需修復的珊瑚礁底質上，針對不同的珊瑚礁底質采用相適應的底播移植方法。其目的是使珊瑚斷枝穩固在底質或礁體上，避免被海浪打翻或造成脫落。目前采用的主要底播移植技術有鉚釘珊瑚移植技術、生物黏合劑珊瑚移植技術和生態礁珊瑚移植技術。具體來說，鉚釘珊瑚移植一般套用在珊瑚礁底質的區域；生物黏合劑珊瑚移植技術一般套用在堅硬的巖石底質區域；生態礁珊瑚移植則大多套用在泥沙等無法直接進行珊瑚固定的底質區域。
未來珊瑚物種保護的技術方向
經過20多年的野外實踐和室內研究，中國科學院南海海洋研究所珊瑚生物學與珊瑚礁生態學學科團隊在珊瑚礁生態修復方面積累了豐富經驗。團隊透過人工育苗、珊瑚底播移植、珊瑚礁重建和生境恢復等方法，在廣東和海南開展了系列受損珊瑚礁修復專案。其中，在海南修復海域包括南沙群島、西沙群島，以及三亞的亞龍灣、西島、東鑼島、鳳凰島、小洲島、鹿回頭、蜈支洲島，萬寧的日月灣和大洲島等，修復面積超過30萬平方米。
從國家層面來看，近年來政府高度重視珊瑚保護工作，先後透過加入並履行國際公約、加強立法和規劃、建立保護區、開展科研監測和生態修復、加強宣傳教育和國際合作等，深入推進珊瑚物種保護，取得了一定的成效。
履行國際公約加強立法
為切實保護瀕危物種，中國加入了【瀕危野生動植物種國際貿易公約】(CITES)和【生物多樣性公約】，將列入CITES的珊瑚物種對應國家二級重點保護動物級別進行管理，並於2018年將這些珊瑚物種核準為國家二級重點保護動物。中國還出台了多項有關珊瑚保護的法律法規，如【中華人民共和國漁業法】【中華人民共和國野生動物保護法】【中華人民共和國海洋環境保護法】等。
為珊瑚棲息地建立保護區
中國建立了6個珊瑚保護區，分別是海南三亞、廣東徐聞和廣西潿洲島3個國家級自然保育區；福建東山省級自然保育區；珠海廟灣和儋州磷槍石島2個市縣級保護區。此外，雷州珍稀海洋生物國家級自然保育區、廣東南澎列島國家級自然保育區、海南萬寧大洲島國家級海洋生態自然保育區、西南中沙省級水產資源自然保育區、廣東大亞灣水產資源省級自然保育區也將珊瑚列為重要保護物件。以上保護區的成立，對於中國珊瑚物種及其棲息地的保護起到了巨大的推動作用。
開展科研監測和生態修復
為了明晰中國珊瑚物種資源狀況，加強保護管理，中國從2004年起跟國際接軌，采用國際標準或通用方法開展珊瑚物種棲息地監測工作，在福建、廣東、廣西和海南等相關海域進行了珊瑚礁生態監測調查、珊瑚礁普查以及調查評估等，為後續開展珊瑚礁生態修復積累了大量數據。
未來，中國科學家將聚焦珊瑚斷枝高效、快速、規模化培育技術，以及珊瑚礁景觀生境構建技術、造礁石珊瑚強化技術等，為珊瑚礁生態系的科學、合理、高效恢復提供理論依據。
總的來看，當今世界珊瑚保護都面臨著同樣的問題，如非法貿易、非法礁盤漁業與過度捕撈、海岸工程、旅遊壓力、異常升溫導致珊瑚白化、珊瑚「天敵」長棘海星爆發等。雖然珊瑚礁只是海洋生態鏈的一環，但是牽一發而動全身，為了維護整個海洋生態系的平衡、保護海洋生物的多樣性，對於珊瑚礁的保護不能放棄、仍需繼續。保護珊瑚礁，就是保護海洋家園，這是全人類都需要認真對待的一門必修課。
（供圖：視覺中國）
