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珊瑚礁組成的海底花園,是一道亮麗的風景線,更是無數海底生物的家園。據統計,珊瑚礁以0.25%的海洋面積,養育了至少25%的海洋物種。然而氣候變化與人類活動等正在破壞這一重要海洋生態系統。
中國科學院南海海洋研究所(以下簡稱“南海海洋所”)南海珊瑚礁生態安全與生物適應研究集體,瞄準南海珊瑚礁生態修復的重大科技問題開展集成攻關,形成了一套適用于珊瑚礁生態系統調查與人工修復的技術體系,在藍海之下種出一片“海底森林”。該團隊今年被授予“中國科學院青年五四獎章集體”榮譽稱號。
珊瑚礁資源嚴重退化
“珊瑚礁被譽為海底熱帶雨林,又被稱作海洋生命發動機。”團隊負責人、南海海洋所研究員張志新告訴《中國科學報》,然而,在氣候變化與人類活動的雙重影響下,南海珊瑚礁資源嚴重退化,其生物多樣性與生態安全問題成為制約生態系統健康和海洋資源可持續利用的重要因素,并直接影響我國經略南海的能力。
“培育珊瑚,恢復珊瑚礁生態系統迫在眉睫。”“90后”張志新主要從事生物地理學研究,擅長通過物種分布模型預測生物地理分布演化規律。在他看來,珊瑚礁在海洋生態系統中的作用如同森林之于陸地,一個島礁沒有珊瑚礁,就像一個山頭沒有樹林。
據介紹,珊瑚礁生態系統包含了造礁珊瑚、鈣化藻、共附生微生物以及周圍豐富多樣的礁棲動植物組成的復雜生物群落,因此要解決的難題非常多。比如,在珊瑚礁退化機制、珊瑚礁生態修復理論、生物多樣性保護原理、珊瑚礁生態系統演化規律等方面都需要開展深入研究。
張志新團隊長期聚焦珊瑚礁棲魚類生物多樣性及生態適應等相關研究,率先揭示了典型礁棲魚類的物種多樣性形成和適應性狀演化的遺傳機制,引領性地將珊瑚礁生物學研究帶入了基因組時代。
人工修復受損珊瑚礁
中國南海擁有豐富的珊瑚礁資源。開展珊瑚礁研究的第一道關卡是摸清我國珊瑚礁生態分布、退化程度等基本情況。
為實現“以數據說話”,團隊成員、南海海洋所研究員黃暉的足跡遍布我國南海沿岸等地,掌握了我國珊瑚礁的分布現狀與變化趨勢的第一手資料,并創新性地提出人工修復受損珊瑚礁的設想。
因為一次陰差陽錯的際遇,1996年,黃暉從南海海洋所碩士畢業后,成為我國珊瑚研究領域奠基人鄒仁林的“關門弟子”,開始與珊瑚打交道。之后的20多年,她帶領科研團隊在南海種出一片“海底森林”,多次填補相關領域的學術空白。
黃暉致力于珊瑚研究和拯救珊瑚的實踐行動,因此被親切地稱為“珊瑚媽媽”。她和團隊在三亞等地開展了大量珊瑚礁生態修復工作,修復面積達到數萬平方米,為海洋生態環境改善作出了貢獻。
據介紹,南海珊瑚礁生態安全與生物適應研究集體承擔了一批國家重大科技任務,在系統揭示南海珊瑚礁生態系統現狀和動態變化特征,甄選造礁、護礁關鍵生物,突破珊瑚、貝類、鈣化藻、海草、益生菌等多種造礁、護礁生物的繁育、移植和養護技術等方面作出了突出貢獻。
“其中,鈣化藻有3個重要生態功能,一是通過光合作用提供初級生產力,二是可以鈣化形成礁體,三是促進珊瑚蟲幼體附著生長。”團隊成員、南海海洋所副研究員楊芳芳介紹,“研究其環境適應機制和種群恢復技術有助于珊瑚礁生態系統穩定發育。”
勇于探索科學新領域
與珊瑚為友,以波濤為伴。南海珊瑚礁生態安全與生物適應研究集體每人年均出海50天以上,在項目和實踐中得到鍛煉,逐漸成長為能夠在國家重大任務中挑大梁的中堅力量。
他們頭頂烈日、腳踏波濤,乘巨輪勘島礁、駕小艇入潟湖,放拖網采浮游生物,測水文記環境參數,潛海底插種珊瑚幼苗,敲減基因探究發育之謎,調試模型預測生物分布……茫茫大海既是他們的老朋友、實驗室,也是他們發光的舞臺。
今年28歲的王偉權,是一名博士后。他曾多次出海采集珊瑚樣品,以極大的耐心分離、鑒定共附生細菌200余株,從中找到引發珊瑚組織脫落的條件病原菌,并系統解析了侵染機制,為維護珊瑚礁生態系統的健康提供了新的視角。
“團隊的研究方向始終面向國際前沿和國家重大需求。”張志新表示,好的科學創意往往是在交流中碰撞產生的。“失敗了就換一條路,成功了就再往前挪一點。我們在不斷試錯中離成功越來越近。”
如今,團隊在張志新的帶領下,充分發揮黨建引領作用,開展了從近岸到遠海的系列科學考察任務,完善了珊瑚礁生態系統演替與生物多樣性演化的基礎理論,構建了針對南海島礁建設特殊需求的珊瑚礁修復體系,為南海珊瑚礁生態系統保護和恢復提供了重要科技支撐。(記者朱漢斌 通訊員趙振魯)
責任編輯:賀治瑞