種珊瑚：去海底“植樹(shù)造林”

李明子

他們用了近十年時(shí)間，在中國(guó)南海海底種植了十萬(wàn)平方米珊瑚。

這是一項(xiàng)科研，更是一個(gè)辛苦的勞作。未來(lái)，

他們希望能夠推廣“海洋牧場(chǎng)”的概念，通過(guò)修復(fù)珊瑚，恢復(fù)海洋生態(tài)

張?jiān)￡?yáng)目不轉(zhuǎn)睛地盯著一個(gè)個(gè)粗壯的珊瑚分枝。

它們已開(kāi)始膨脹，呈現(xiàn)出粉紅色，12只灰色的觸手，像花瓣一樣環(huán)繞在口盤四周。

張?jiān)￡?yáng)是在等待珊瑚蟲(chóng)排卵。他是中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所（下文簡(jiǎn)稱“南海研究所”）珊瑚生物學(xué)與珊瑚礁生態(tài)學(xué)科組的助理研究員，他們的主要工作是在中國(guó)南海的海底沙石上，依靠人工，培植并播種珊瑚。

這是一項(xiàng)科研，更是一個(gè)辛苦的勞作。團(tuán)隊(duì)成員多數(shù)已經(jīng)工作了近十年，組長(zhǎng)黃暉則是從博士時(shí)期便參與進(jìn)來(lái)，為保護(hù)和恢復(fù)中國(guó)南海的珊瑚礁工作了20多年。

海底的“熱帶雨林”

在水下10米的苗圃床上，幾株直徑約20厘米的鹿角珊瑚雖未呈現(xiàn)出鮮艷的色彩，但已初具鹿角的形態(tài)，一群小魚(yú)穿梭其間，顯然已在此安家。這幾株珊瑚一年前還只有手指大小，是助理研究員張?jiān)￡?yáng)從附近的珊瑚上折下的斷枝。

“苗圃看著壯觀，但只是過(guò)程之一?！睆?jiān)￡?yáng)向《中國(guó)新聞周刊》解釋道。種植珊瑚的全部過(guò)程，包括采卵、繁殖、育苗、移植等環(huán)節(jié)，育苗是最重要的承上啟下的一環(huán)。育苗結(jié)束后，還需將已“成年”的珊瑚移植到礁體上，才算完成全部“種植”工作。

眼下的這片苗圃，是為西沙群島七連嶼趙述島的珊瑚修復(fù)項(xiàng)目而培育的。項(xiàng)目從2015年開(kāi)始，未來(lái)多年仍需每年增添新苗圃。

一直以來(lái)，珊瑚及珊瑚礁的生長(zhǎng)狀態(tài)，被視為海洋生態(tài)的指標(biāo)。這個(gè)指標(biāo)是由珊瑚蟲(chóng)和蟲(chóng)黃藻的奇妙共生完成的。

珊瑚蟲(chóng)在生長(zhǎng)過(guò)程中，不斷分泌碳酸鈣，向外擴(kuò)建外骨骼，但骨骼本身并沒(méi)有顏色，珊瑚的顏色是由珊瑚蟲(chóng)的房客蟲(chóng)黃藻帶來(lái)的。蟲(chóng)黃藻通過(guò)光合作用，產(chǎn)生糖和氧氣，供給珊瑚蟲(chóng)做主要營(yíng)養(yǎng)源，作為回報(bào)，珊瑚蟲(chóng)將自身代謝的二氧化碳和氮磷給蟲(chóng)黃藻做光合作用的養(yǎng)料。這對(duì)絕妙的共生關(guān)系對(duì)海洋環(huán)境的要求極高。

不僅如此，珊瑚礁還為眾多海洋生物提供“住所”。珊瑚礁對(duì)海洋的生態(tài)意義，就像森林與山峰的關(guān)系，森林可以防風(fēng)固沙、保育生命，沒(méi)有森林，山峰將成為一片死寂的不毛之地。珊瑚礁也被稱為海底的“熱帶雨林”，可以有效阻擋風(fēng)浪對(duì)海岸的侵蝕，并為海洋生命提供棲息之地。在全球3.6億平方千米的海底面積中，珊瑚礁雖然只占0.2%，卻是25%海洋生物的庇護(hù)所，漁業(yè)、油氣資源、潛水旅游等經(jīng)濟(jì)活動(dòng)都與之息息相關(guān)。

中國(guó)南海擁有全球2.57%的珊瑚礁資源，位居世界第八。黃暉至今還記得，2002年第一次去西沙永興島做珊瑚礁魚(yú)類調(diào)查時(shí)看到的情景。

“當(dāng)年的西沙，真的像天堂一樣。”黃暉對(duì)《中國(guó)新聞周刊》回憶說(shuō)，從船上望向海底，一眼就能看到8米深的水底，潛入海中，五顏六色的珊瑚迎面舞動(dòng)，覆蓋率最高的區(qū)域可達(dá)到90%，色彩斑斕的熱帶魚(yú)成群結(jié)隊(duì)地在珊瑚叢中悠游，海龜在海底漫步，附近的漁民每天可撿上萬(wàn)斤海參。

“那時(shí)已經(jīng)不是西沙最美的時(shí)候了，現(xiàn)在更是面目全非?！秉S暉說(shuō)，最近二十年間，由于全球氣候變暖、天敵爆發(fā)、海水污染、過(guò)度采挖等多種因素，中國(guó)南海的珊瑚覆蓋率已經(jīng)減少了80%。黃暉悲涼地說(shuō)，“我們的項(xiàng)目越多，說(shuō)明原生的珊瑚狀況越差?！?/p>

全球變暖導(dǎo)致海水溫度升高，是珊瑚被毀壞的直接原因。珊瑚的生長(zhǎng)過(guò)程對(duì)溫度有極高的要求，一般在23至27攝氏度時(shí)狀態(tài)最佳，一旦水溫升高，珊瑚就會(huì)“白化”，甚至死亡。

1998年，地球發(fā)生過(guò)一次嚴(yán)重的厄爾尼諾現(xiàn)象，之后，全球約16%的珊瑚礁出現(xiàn)了“白化”。在2015至2016年的厄爾尼諾現(xiàn)象中，部分地區(qū)持續(xù)升溫近10個(gè)月，馬爾代夫海洋研究中心的數(shù)據(jù)顯示，馬爾代夫周圍島嶼大約73%的珊瑚礁在2016年3月到5月期間出現(xiàn)“白化”。

加拿大維多利亞大學(xué)的生物學(xué)院副教授茱莉亞·鮑姆曾因此公開(kāi)預(yù)測(cè)，“即使現(xiàn)在能夠阻止全球變暖，預(yù)計(jì)仍然有90%以上的珊瑚會(huì)在2050年前死亡。如果不及時(shí)加以干預(yù)，我們就有可能失去所有的珊瑚礁?！?/p>

在2016年的“國(guó)際生物多樣性日”上，時(shí)任國(guó)家海洋局生態(tài)環(huán)境保護(hù)司副司長(zhǎng)王孝強(qiáng)表示，近年來(lái)，受人類開(kāi)發(fā)利用活動(dòng)的不斷增強(qiáng)和全球氣候變化日漸加劇的影響，中國(guó)南海生物多樣性及其生境不同程度地遭受了破壞與退化。“與上世紀(jì)70年代相比，珊瑚礁面積累計(jì)喪失了80%。”

“就算用‘嚴(yán)重退化來(lái)形容也不過(guò)分?！秉S暉說(shuō)。

在這樣的背景下，世界各國(guó)有關(guān)珊瑚保護(hù)與修復(fù)的工作紛紛開(kāi)展起來(lái)。作為中國(guó)最早的珊瑚修復(fù)團(tuán)隊(duì)，黃暉團(tuán)隊(duì)的工作是從2005年開(kāi)始的。“說(shuō)實(shí)話，我們的起步已經(jīng)晚了?！睋?jù)黃暉介紹，當(dāng)時(shí)，以色列已經(jīng)提出了珊瑚園藝學(xué)，日本已在沖繩開(kāi)始了多項(xiàng)修復(fù)工作，與南海鄰近的東南亞各國(guó)的野外培育項(xiàng)目也早已開(kāi)展，“我們至少比國(guó)際先進(jìn)國(guó)家晚了二十多年?！?/p>

采集珊瑚卵

為了種珊瑚，需要先了解珊瑚的繁殖過(guò)程。

珊瑚是一種特殊的生物，兼具無(wú)性繁殖和有性繁殖兩種繁殖方式。無(wú)性繁殖，即通過(guò)培育珊瑚的斷枝，加速珊瑚數(shù)量的增長(zhǎng)。但無(wú)性繁殖無(wú)法滿足生物多樣性的要求，從生物進(jìn)化的角度，未來(lái)珊瑚礁生態(tài)的恢復(fù)，仍需通過(guò)有性繁殖來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，在2008年前，中國(guó)在這方面的研究幾乎是空白。

突破是由年輕的助理研究員張?jiān)￡?yáng)帶來(lái)的。2008年3月，張?jiān)￡?yáng)從全球珊瑚礁研究專業(yè)排名第一的詹姆斯·庫(kù)克大學(xué)畢業(yè)，他當(dāng)時(shí)的另一個(gè)選擇是去著名的大堡礁當(dāng)志愿者，但張?jiān)￡?yáng)左思右想，發(fā)現(xiàn)自己“更想要做點(diǎn)更實(shí)際工作”。他通過(guò)電話和黃暉取得聯(lián)系，二人沒(méi)有見(jiàn)面，就直接在電話中確定了合作的意向。endprint

進(jìn)入團(tuán)隊(duì)后，張?jiān)￡?yáng)的主要任務(wù)就是做珊瑚繁育試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)一年的準(zhǔn)備和觀測(cè)，他終于在2009年4月初于三亞鹿回頭海域采集到了第一批珊瑚卵。

膨脹薔薇珊瑚和壯實(shí)鹿角珊瑚是南海廣泛分布的兩種代表性珊瑚，也是張?jiān)￡?yáng)采集卵子的兩類珊瑚主體?；貞浧鹱畛醪杉汉髀训娜兆?，張?jiān)￡?yáng)說(shuō)，他每晚5點(diǎn)到10點(diǎn)會(huì)準(zhǔn)時(shí)租船出現(xiàn)在鹿回頭海域，潛到海下，截取大于5厘米長(zhǎng)的珊瑚斷枝，仔細(xì)觀察斷枝截面珊瑚卵的發(fā)育程度。

還未排出的珊瑚卵極小，一簇一簇地排在斷面邊緣，距離斷枝邊大概0.5厘米?！爱?dāng)這些珊瑚卵開(kāi)始出現(xiàn)橙紅色，就意味著快到排卵的時(shí)候了?！边@時(shí)，“觀測(cè)”就升級(jí)為了“蹲守”——每半小時(shí)下水觀察一次，直到珊瑚排卵，有時(shí)這樣的“蹲守”要持續(xù)一周。

珊瑚排卵的過(guò)程也很奇妙：以壯實(shí)鹿角珊瑚為例，先是珊瑚蟲(chóng)呈現(xiàn)典型的粉紅色，并明顯開(kāi)始膨脹，12只灰色的觸手像花瓣一樣全部伸出并整齊地豎立在口盤四周，這樣持續(xù)約一個(gè)多小時(shí)后，幾顆橙紅色的卵子“嘭”地一下被從口盤擠出，緩慢浮上水面。

珊瑚蟲(chóng)的排卵具有明顯的時(shí)間統(tǒng)一性。常常是方圓幾百米海域內(nèi)的珊瑚蟲(chóng)，幾乎都在同一時(shí)刻排卵，大量紅色和粉紅色卵子同時(shí)釋放到海水中，在大量卵子組成的卵團(tuán)中間，珊瑚又開(kāi)始噴射精子。精子在卵團(tuán)中迅速尋找可以受精的卵子，神奇的是，精子可以識(shí)別同株珊瑚排出的卵子，只與異株珊瑚排出的卵子結(jié)合成受精卵。

張?jiān)￡?yáng)的工作就是迅速辨別出受精卵，用濾網(wǎng)將其采集起來(lái)，并立即放入船上盛有新鮮海水的塑料方桶中，桶內(nèi)保持恒溫26攝氏度，之后直接送到就近的工作站養(yǎng)殖和觀測(cè)。不同種類的珊瑚受精后裂變速度均不相同，大概兩三天后，變?yōu)楦±擞紫x(chóng)，在水中游動(dòng)尋找堅(jiān)硬的基底來(lái)進(jìn)行附著和變態(tài)，變形成珊瑚幼蟲(chóng)，之后逐漸長(zhǎng)成海底漂搖的成熟模樣。

收集珊瑚卵伴隨著種種危險(xiǎn)。2012年，珊瑚組助理研究員楊劍輝在西沙永興島實(shí)驗(yàn)站附近采集珊瑚卵時(shí)，從水底浮到水面過(guò)程中突遇急流，瞬間就被海水帶跑了幾十米，海浪擋住視線，除了近岸島礁和星星，四處漆黑，人船皆無(wú)。楊劍輝急中生智，和同伴再次潛入水下，憑著記憶中的方向逆流回游，幸運(yùn)地找到了船。

孵化和培育珊瑚卵更是煎熬。為了防止珊瑚受精卵或珊瑚幼蟲(chóng)受到臺(tái)風(fēng)影響，同時(shí)保證珊瑚生長(zhǎng)需要的光照，珊瑚卵的室外養(yǎng)殖缸上方加蓋了玻璃頂。這相當(dāng)于給創(chuàng)造了一個(gè)溫室，但珊瑚幼體的生長(zhǎng)溫度又需嚴(yán)格控制在23至27攝氏度之間，因此需要在缸中放置冷水機(jī)降溫。整套系統(tǒng)靠電力維持，在永興島培育基地，珊瑚培育階段一個(gè)月僅電費(fèi)就要1萬(wàn)多元。然而偏偏南海的電力設(shè)施并不穩(wěn)定， “萬(wàn)一斷電，一年的工作都白費(fèi)了”。這樣的事情還真的發(fā)生過(guò)。2014年，三亞實(shí)驗(yàn)站因遭遇不可抗力因素全部斷電，好不容易采集到的珊瑚蟲(chóng)受精卵全部死掉了。

2011年，黃暉團(tuán)隊(duì)發(fā)表了國(guó)內(nèi)首次報(bào)道造礁石珊瑚有性繁育和幼體發(fā)育過(guò)程的論文，為利用有性繁殖技術(shù)恢復(fù)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)提供了發(fā)育生物學(xué)上的理論基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)八年的實(shí)驗(yàn)，珊瑚組如今對(duì)南海各區(qū)域珊瑚的有性繁殖基本都摸清了規(guī)律，判斷珊瑚排卵期，誤差不會(huì)超過(guò)三天。

失敗堆出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)

“能在海底種植10萬(wàn)平方米的珊瑚，都是靠失敗的經(jīng)驗(yàn)堆出來(lái)的?！秉S暉對(duì)《中國(guó)新聞周刊》說(shuō)。

早在2008年底，張?jiān)￡?yáng)等人就在三亞做過(guò)簡(jiǎn)單的珊瑚野外繁育實(shí)驗(yàn)。他們?cè)谌齺單髂隙说穆够仡^海域放置了一些鐵架，把培育的珊瑚幼體連同附著基一起固定在鐵架上，觀測(cè)其在海中的生長(zhǎng)情況。

試驗(yàn)結(jié)果并不樂(lè)觀。張?jiān)￡?yáng)介紹說(shuō)，當(dāng)時(shí)試驗(yàn)了5種珊瑚，死亡率高達(dá)95%，主要是三亞人為建設(shè)等活動(dòng)導(dǎo)致近岸淤泥增加，沉積物過(guò)多，造成珊瑚部分組織死亡，最后全軍覆沒(méi)。

“這也說(shuō)明，人工恢復(fù)試驗(yàn)點(diǎn)暫時(shí)不宜設(shè)在鹿回頭。”黃暉總結(jié)說(shuō)。她一直主張，人工修復(fù)只能是小范圍、關(guān)鍵點(diǎn)、有特殊需求的地方，需要把造成珊瑚死亡的環(huán)境壓力因素全部去除，才有可能實(shí)現(xiàn)修復(fù)。

2010年，黃暉團(tuán)隊(duì)接下在西沙永興島修復(fù)珊瑚的國(guó)家課題，其中包括約1公頃的示范區(qū)。他們?cè)谀抢镌囼?yàn)了鐵架懸掛和放置人造礁體等修復(fù)技術(shù)。經(jīng)過(guò)3年培育，示范區(qū)的珊瑚覆蓋率有所回升，但由于位于潟湖內(nèi)，水淺、溫度高，效果并不理想?！艾F(xiàn)在回過(guò)頭看，那里的修復(fù)價(jià)值并不是最高的?！秉S暉說(shuō)。

吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，從2013年起，黃暉團(tuán)隊(duì)開(kāi)始嘗試多種培育方法。

他們先在西沙永樂(lè)環(huán)礁南側(cè)的晉卿島采用“底播”的方法：用硬塑料網(wǎng)將海底已經(jīng)死亡的珊瑚覆蓋，然后將采集到的珊瑚斷枝固定在一種特制的塑料海床上。2017年夏天驗(yàn)收時(shí)，實(shí)驗(yàn)區(qū)的單位平方米的珊瑚數(shù)量是方圓150米范圍內(nèi)未修復(fù)區(qū)域的2至3倍，珊瑚數(shù)量從修復(fù)前每平方米2.5株增長(zhǎng)到了19.3株。

在三亞北部的項(xiàng)目，是黃暉與海南省海洋與漁業(yè)科學(xué)院的合作。由于珊瑚必須附著在堅(jiān)硬物體上才能生長(zhǎng)，這次嘗試將珊瑚移植在不銹鋼礁基上，成活率達(dá)到了90%，到2014年10月相繼移植了3500余株造礁石珊瑚。

2015年，黃暉團(tuán)隊(duì)又接下西沙群島七連嶼趙述島的珊瑚修復(fù)項(xiàng)目。

與以往試驗(yàn)地點(diǎn)不同，趙述島北側(cè)有一排島，可以阻擋東北季風(fēng)引起的風(fēng)浪，但南側(cè)是開(kāi)放水域，受西南季風(fēng)和臺(tái)風(fēng)影響較大，因此，需要想辦法降低水流動(dòng)力對(duì)珊瑚幼苗的損害;加之附近海域以沙質(zhì)海底為主，質(zhì)地松軟，缺少堅(jiān)硬附著物，不能直接用“底播”的辦法把珊瑚種在沙子上。

黃暉團(tuán)隊(duì)借鑒了美國(guó)大自然保護(hù)協(xié)會(huì)的修復(fù)方法——苗圃樹(shù)。在水下5米到15米的深度，放置一根2米多長(zhǎng)的PVC管“主干”，主干上每隔約40厘米再垂直固定另一根PVC管當(dāng)做“樹(shù)枝”，多根PVC管構(gòu)成一棵“樹(shù)”，底部用繩索和鴨嘴錨固定在沙質(zhì)海底，上方懸掛浮球，以保證苗圃樹(shù)垂直立于水中。實(shí)驗(yàn)員們將采集到的合適的鹿角珊瑚斷枝，固定在苗圃樹(shù)的“樹(shù)枝”上，平均每條枝干可以懸掛10段小珊瑚。endprint

對(duì)于不適合采用懸掛方式的脆弱斷枝，他們便使用苗圃床：把硬質(zhì)塑料網(wǎng)格剪成一張2米見(jiàn)方的“床面”，以拼成“田”字型的PVC管加以固定，苗圃床四角同樣由繩索和鴨嘴錨固定，依靠浮球懸浮在距海底約5米深處，那些易碎的、片狀的珊瑚，便用綁帶固定在苗圃床上。

“種珊瑚”的過(guò)程，是同時(shí)間、體力和精力賽跑的過(guò)程。一旦起風(fēng)，便無(wú)法種植，全隊(duì)人員除了躺在船上什么都做不了，連喝口水都會(huì)吐，遇上惡劣天氣，更是只能收工到附近島礁避風(fēng)，短則三兩天，長(zhǎng)則一周。因此風(fēng)平浪靜的日子格外珍貴，需要快馬加鞭，搶進(jìn)度。

“租一艘漁船，一天就是兩三萬(wàn)，每到避風(fēng)的時(shí)候我們都郁悶得不行，又耽誤工，又賠錢?！痹邳S暉看來(lái)，這是他們近十年種珊瑚的歷程中最頭疼的事。除此以外，她認(rèn)為不存在什么困難，重要的是堅(jiān)持?！白鍪虑闆](méi)有不難的，但不能把這些想成困難，要把事情化為一個(gè)個(gè)需要解決的小問(wèn)題，就不存在困難了?！?/p>

張?jiān)￡?yáng)倒是對(duì)困難有更切實(shí)的體會(huì)——在水下賣力氣，比地面上更費(fèi)力。張?jiān)￡?yáng)的一項(xiàng)重要工作是“海底打錘”：將固定苗圃的鴨嘴錨打進(jìn)沙底1米多深。張?jiān)￡?yáng)常?？钢?6磅重的榔頭，站在海底奮力掄錘，往往釘一個(gè)錨就要將近一小時(shí)，浮力常常阻礙掄錘，偶爾海浪來(lái)了，整個(gè)人還會(huì)被浪帶“飛”。

“就像動(dòng)畫片里畫的，風(fēng)大時(shí)人整個(gè)被吹到空中一樣，大浪把人整個(gè)卷起來(lái)，在水里漂，全靠用手使勁抓住海底的礁石，才能固定住自己?！睆?jiān)￡?yáng)說(shuō)，平時(shí)潛水，一個(gè)氧氣瓶可以用40分鐘到1個(gè)半小時(shí)，但干“海底打錘”這樣的力氣活時(shí)，20分鐘就能把一瓶氧氣耗盡。

在南海海底進(jìn)行“植樹(shù)造林”的工程已經(jīng)持續(xù)了近十年，但在黃暉看來(lái)，這對(duì)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)來(lái)說(shuō)只是一個(gè)開(kāi)頭。

“要看到效果，還需要再等十年吧?！苯衲?9歲的黃暉不喜歡“種珊瑚”的工作和效果被別人夸大，但也期待著自己多年的研究能夠有所收效。

他們對(duì)趙述島的珊瑚恢復(fù)項(xiàng)目抱有更大期待。因?yàn)檫@里的深水環(huán)境更適合珊瑚，生長(zhǎng)空間也更大，一旦移植的珊瑚恢復(fù)生長(zhǎng)，會(huì)比之前實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目更加漂亮和壯觀。

黃暉笑談，相比十年前，如今的珊瑚養(yǎng)殖和修復(fù)項(xiàng)目“更吃香”了。越來(lái)越多的年輕人開(kāi)始熱愛(ài)并享受保護(hù)珊瑚的工作，這使她對(duì)珊瑚修復(fù)項(xiàng)目的前景感到樂(lè)觀。未來(lái)，她希望能在西沙試驗(yàn)“海洋牧場(chǎng)”的概念，培訓(xùn)當(dāng)?shù)貪O民加入珊瑚修復(fù)的隊(duì)伍，借鑒林場(chǎng)改革的經(jīng)驗(yàn)，幫助漁民轉(zhuǎn)產(chǎn)轉(zhuǎn)業(yè)。

“我還是挺樂(lè)觀的，”黃暉說(shuō)，“就算我退休了，還有我的學(xué)生，還有其他年輕人，只要想努力做好，就一定可以做到?！眅ndprint