低密度渔网使用促进珊瑚存活:密度效应对两种鹿角珊瑚生长、生理及微生物群落的影响机制研究

【字体: 时间:2025年07月31日 来源:Marine Environmental Research 3.2

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  为解决废弃渔网(AFNs)对珊瑚礁生态系统的威胁问题,海南大学研究人员开展不同密度AFNs对鹿角珊瑚(Acropora hyacinthus和A. microphthalma)影响机制研究。发现低密度AFNs下珊瑚表现出适应性,高密度导致光合指标下降和微生物群落失衡,提出降低渔网密度是平衡渔业与生态保护的有效策略。该研究为珊瑚礁保护提供重要科学依据。

  

在全球气候变化和人类活动加剧的背景下,珊瑚礁这个"海洋热带雨林"正面临前所未有的生存危机。其中,被渔民遗弃的"幽灵渔网"像无形的杀手,每年缠绕致死大量珊瑚。这些废弃渔网(AFNs)不仅直接刮伤珊瑚组织,还会遮挡阳光、助长藻类繁殖,甚至改变珊瑚体内的微生物平衡。但令人矛盾的是,渔网又是数百万渔民赖以生存的工具,如何平衡渔业生产与生态保护成为国际难题。

海南大学热带水生生物技术海南省重点实验室的研究团队在《Marine Environmental Research》发表创新研究,首次系统揭示不同密度渔网对两种典型鹿角珊瑚的多维度影响。研究人员选择海南三亚蜈支洲岛海域建立珊瑚苗圃,采用野外控制实验结合分子生物学技术,监测板状A. hyacinthus和枝状A. microphthalma在低、中、高三种AFNs密度下的生长速率、光合效率(Fv/Fm)、虫黄藻密度及微生物群落变化,并在移除渔网后持续追踪恢复情况。

关键技术包括:珊瑚苗圃原位实验系统、脉冲振幅调制荧光仪(PAM)测定光合参数、16S rRNA基因测序分析微生物群落、营养盐自动分析仪监测NH4+/NO3-/PO43-等环境因子。研究区域受琼东上升流影响,水温稳定,但存在氮磷污染(NO3-最高达1.686±0.045 μmol·L-1)。

【环境参数】显示苗圃区存在明显氮磷污染,NH4+浓度波动显著(0.419-5.630 μmol·L-1),为藻类繁殖创造条件。这种环境放大了AFNs的负面效应。

【生长响应】发现枝状A. microphthalma通过垂直生长策略,在高密度网组仍保持0.78 mm/d的线性延伸,显著优于板状A. hyacinthus的0.32 mm/d。表明形态特征决定抗压能力。

【生理特征】揭示高密度组光合效率(Fv/Fm)下降37%,虫黄藻密度降低52%,证实遮光效应引发能量危机。有趣的是低密度组Fv/Fm仅降低9%,显示可逆性损伤。

【微生物群落】首次报道AFNs会显著减少A. hyacinthus内共生菌Endozoicomonas丰度(从28%降至11%),这种菌群失衡可能削弱珊瑚免疫。而A. microphthalma菌群保持相对稳定。

【恢复监测】最具应用价值的发现:移除渔网后,低密度组珊瑚2周内Fv/Fm恢复至对照水平,而高密度组需6周。微生物群落恢复呈现相同规律,证明早期干预的重要性。

讨论部分指出三个突破性认知:首先,渔网密度而非绝对存在决定珊瑚命运,这为"减量使用"管理策略提供理论支撑;其次,枝状珊瑚的形态可塑性使其成为修复工程的优选物种;最后,微生物群落可作为AFNs胁迫的早期预警指标。这些发现直接指导海南实践——通过推广低目数渔网,当地渔业在维持产量的同时使珊瑚覆盖率提升12%。

该研究开创性地构建"密度-生理-微生物"响应模型,提出"密度阈值管理"新理念。既尊重渔业生产需求,又为珊瑚保护划定红线,为全球珊瑚礁区的可持续发展提供中国方案。正如通讯作者Li Xiubao强调:"在气候变化加剧的今天,控制人为可干预因素如AFNs,能为珊瑚争取关键的适应时间窗口。"这项成果已被纳入联合国环境规划署(UNEP)珊瑚保护指南。

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