葉狀薔薇珊瑚（Montipora foliosa）斷枝增殖及環(huán)境理化因子調(diào)控的研究

王爾棟，李洪武*，陳國華，姚雪梅，蔡 楓

（1.海南大學 海洋學院，海南 ?？?570228；2.?？跒懓钌镉邢薰荆Ｄ?海口 570203）

造礁珊瑚的人工飼養(yǎng)起始于20世紀50年代，經(jīng)過數(shù)位外國專家和眾多愛好者的實踐，逐漸形成了使用一些機械式水質(zhì)控制設備來飼養(yǎng)石珊瑚的人工養(yǎng)殖手段[1].造礁石珊瑚的人工無性增殖的主要目的有以下四點：一是增殖瀕危珊瑚的數(shù)量，對瀕危品種進行人工保種；二是為人工珊瑚礁生態(tài)修復提供數(shù)據(jù)和技術(shù)支持；三是從珊瑚中提取的活性物質(zhì)和珊瑚的骨骼可以應用在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，擺脫相關(guān)研究對自然界珊瑚的依賴；四是服務于水族行業(yè)的珊瑚礁經(jīng)濟發(fā)展，滿足人們對海洋生物尤其是對珊瑚各品種的熱愛，以減少由于經(jīng)濟利益而去破壞自然界的珊瑚礁的情況.

由于國內(nèi)起步較晚，沒有形成一套科學的、嚴謹?shù)纳汉髋囵B(yǎng)方案.民間的愛好者依據(jù)個人經(jīng)驗來飼養(yǎng)，培養(yǎng)方法不一，效果不佳，導致人工飼養(yǎng)失敗，經(jīng)常出現(xiàn)白化、死亡，與國外相比差距很大[2-3]；同時又因為水族觀賞市場上愛好者們的剛性需求，導致個別人挺而走險破壞自然界的珊瑚礁.本文主要通過對熱帶海洋地區(qū)被稱為海底之花種類—葉狀薔薇珊瑚Montipora foliosa（Pallas，1766）的無性繁殖和對其培養(yǎng)水體的理化因子調(diào)控進行研究，為珊瑚的人工培育提供數(shù)據(jù)支撐.

葉狀薔薇珊瑚M.foliosa（Pallas，1766）屬珊瑚蟲綱Anthozoa Ehrenberg，六放珊瑚亞綱Hexacorallia Haeckel，石珊瑚目Scleractinia Boune，鹿角珊瑚科Acroporidae Verrill.薔薇珊瑚屬Montipora de Blainville分布于我國臺灣、東沙群島、南沙群島及海南島周邊海域.葉狀薔薇珊瑚Montipora foliosa的骨骼由螺旋狀卷曲的玫瑰花瓣似的葉瓣片組成，生活時為褐色、咖啡色或紫褐色[4-7]，民間愛好者有時將它們的個體統(tǒng)稱為瓦片珊瑚.臺灣地區(qū)稱葉形指孔珊瑚與其同一屬名.葉狀薔薇珊瑚M.foliosa（Pallas，1766）因其為造礁珊瑚，為珊瑚礁魚類等提供生長、繁殖的場所，且該品系適應能力強、相對生長速率快，因此推薦為人工繁殖的優(yōu)勢品種.

1 供試材料

1.1 供試材料

本實驗所用葉狀薔薇珊瑚M.foliosa（Pallas,1766），由?？谑袨懓钌镉邢薰咎峁?每3個一組，分為四組；分別記為M1、M2、M3、M4.

1.2 實驗所用試劑

天然海水，酒精（分析純），乙酸（化學純），硫酸鎂（化學純），碳酸氫鈉（工業(yè)純），干酵母（食用粉），聚合硫酸鐵（工業(yè)純），ROWA磷酸鹽去除劑（工業(yè)純），二水合氯化鈣（工業(yè)純），氨基酸（工業(yè)純），硝化細菌添加劑，微量元素添加劑等.

1.3 實驗所需設備和器材

玻璃制培養(yǎng)缸，鹵素燈400W，T5HO燈管，WEIPO氧化還原測試儀，WEIPO酸堿度測試儀，蛋白質(zhì)分離器，鈣反應器，二氧化碳瓶，海利牌抽水泵，自制沸石桶反應器，自制ATS（Algae Turf Scrubber），新鮮的活石和照相設備佳能PowerShow G12相機等.

2 試驗方法

2.1 海水養(yǎng)殖環(huán)境處理

2.1.1 海水處理

本實驗所用海水取自?？谑行阌⒏鬯?，水質(zhì)指標經(jīng)過人工調(diào)節(jié)，能夠符合珊瑚養(yǎng)殖的水質(zhì)要求，適宜培養(yǎng)造礁石珊瑚[8].實驗通過使用ROWA磷酸鹽去除劑并配合聚合硫酸鐵等試劑，以降低含量過高的磷酸鹽.

2.1.2 海水循環(huán)與過濾

本實驗設計為循環(huán)水，通過水泵制造培養(yǎng)缸體中的循環(huán)水流.為模擬自然環(huán)境下適宜珊瑚生存的水流狀態(tài)，另增加造浪泵加強水的流速，并制造混流.利用水流經(jīng)過的濾棉和活性炭桶去除顆粒性雜質(zhì).采用培養(yǎng)大量的叢立藻Botry coccus braunii（又名葡萄藻）和在自制的ATS（Algae Turf Scrubber）上培養(yǎng)以硅藻為主的微型藻，來消耗水體中的硝酸鹽和磷酸鹽以達到凈化水質(zhì)的目的.

蛋白質(zhì)分離器24 h工作，利用液體表面張力來撇除水體中的大分子溶解性有機物等，并向水體中打入空氣，進行氣體交換，補充水體中的氧.利用鈣反應器向水體中添加鈣元素等礦質(zhì)元素，同時使用活性炭在水體出水口來吸附顆粒物凈化水質(zhì).

2.2 光照處理

4組均采用此種處理——采用金屬鹵素燈400W投射光照，光照周期為每日8∶16（L∶D）.使用藍色熒光燈強化水缸中的藍光，藍光光照周期為每日10∶14（L∶D）.

2.3 數(shù)據(jù)采集

薔薇珊瑚質(zhì)地硬而易碎，在拾取過程中切忌用力，否則將造成珊瑚組織的損傷和潰爛.選取該種珊瑚切片，每3個一組，共分為4組.分別命名為M1、M2、M3和M4.外觀無寄生蟲寄居亦無組織蛻皮或潰爛現(xiàn)象，組織邊緣可有機械損傷的裂痕，但整體保存完好.為能夠顯示出珊瑚的增長，測量取其直徑.每組測量3個，取每組的平均值.

通過使用相機定點拍攝，并使用刻度尺測量，通過目測法觀察珊瑚的生長情況.

3 結(jié)果和討論

3.1 水質(zhì)情況

人工飼養(yǎng)造礁石珊瑚，首先要控制水質(zhì).PO4經(jīng)處理由0.11 mg/L降至0.04 mg/L，符合參考水質(zhì)1、2的要求（見表1）.同時，通過添加NaHCO3來穩(wěn)定pH在8.15～8.20；pH浮動受到無機碳的含量和生物動物等因素的影響而略有波動[8-10].其他各項指標通過養(yǎng)殖設備和添加試劑進行處理.通過滴加定量的氯化鍶，使得鍶含量提高到6 mg/L.同時添加二水氯化鈣和硫酸鎂并用鈣反應器向水體補充流失的鈣鎂等礦物元素.

本實驗所采用的環(huán)境條件見表2.

表2 珊瑚飼養(yǎng)的環(huán)境條件Tab.2 The Envirnment conditions of coral husbandry

3.2 數(shù)據(jù)處理與對比

將切片較短的一邊與底座粘合，較長的一邊指向光源.通過每月定期進行拍照觀察，并用刻度尺進行測量較長的一邊.數(shù)據(jù)結(jié)果見圖1、圖2.

圖1 M1和M2組生長走勢圖Fig.1 The growth trend chart of the team M1 and the team M2

圖2 M3和M4組生長走勢圖Fig.2 The growth trend chart of the team M3 and the team M4

如圖1所示，M1組平均初始直徑為13.2 cm，增長到16 cm，增長幅度為2.1 cm；M2組平均初始直徑為11.5 cm，13 d增長了0.5 cm，約為12 cm；2個月后，平均寬度增長了3.3 cm.同時通過圖2所示，M3組，平均直徑總計增長為3 cm，M4組增長由原來的1.5 cm，到10月24日為5.3 cm，增長為3.8 cm.匯總數(shù)據(jù)，見表3.

表3 各組珊瑚個體平均直徑生長情況Tab.3 The growth condition of the average diameter of the individual of each coral group

其中M4平均直徑增長最為明顯為3.8 cm，M1組增長幅度最小為2.1 cm.M1組生長速率約為1.4 cm/月，M2為1.8 cm/月，M3為 1.5 cm/月，M4為1.9 cm/月.通過統(tǒng)計得出，4組中，M4組個體生長速率最高達到1.9 cm/月.

3.3 生長點的變化

珊瑚的生長點變化具有較強的階段性，在本實驗中，葉狀薔薇珊瑚（M.foliosa）的生長點變化趨勢為適應水體環(huán)境后，觸手明顯伸展，顏色為咖啡色；1～3 d后出現(xiàn)光滑圓潤的白色生長點.在適應水質(zhì)期間，如果13 d內(nèi)（約為兩周時間）珊瑚體未見觸手伸展，說明珊瑚株體存在病害或水質(zhì)有問題.未及時處理則會出現(xiàn)株體顏色變淺，其生長部分為白色；2～3d后出現(xiàn)與株體相同的顏色，但是顏色略淡于株體；3～5d后，顏色加深，接近于珊瑚株體，然后會產(chǎn)生新的增長點.生長部位顏色加深，可能是蟲黃藻密度增大所導致.

通過本實驗得出以下幾點結(jié)論：

1）珊瑚是否能在人造環(huán)境下存活表現(xiàn)為三個方面：一是珊瑚體未損傷的部分經(jīng)過一段時間適應，是否出現(xiàn)觸手伸展；二是從放入培養(yǎng)箱中開始3 d后，觀察珊瑚體是否出現(xiàn)蛻皮現(xiàn)象；三是經(jīng)過長時間培養(yǎng)后，是否能分裂出新的珊瑚水螅蟲.若珊瑚體出現(xiàn)觸手伸展，沒有蛻皮現(xiàn)象并能分裂出新的水螅蟲，則說明在人工環(huán)境下，石珊瑚不但可以長時間存活亦能充分生長.若未達到預期效果，則說明在該環(huán)境條件下，該珊瑚不能很好的生長或該類珊瑚不可能長時間存活.

2）通過對4組生長速率的數(shù)據(jù)整理得出平均生長速率為（1.6±0.24）cm/月.說明在完全人工調(diào)控的照明、水流、水溫等室內(nèi)養(yǎng)殖環(huán)境下薔薇屬珊瑚能夠存活并生長.

4 人工飼養(yǎng)珊瑚前景發(fā)展

海南島的珊瑚位于熱帶珊瑚礁的北部，具有豐富的物種資源[12-14].由于近年來經(jīng)濟的快速發(fā)展和巨大的人口壓力，我國的珊瑚面積驟減，珊瑚礁的自然覆蓋率平均只有30%左右，珊瑚礁的修復保護工作已經(jīng)迫在眉睫[15].但目前因珊瑚礁種類復雜繁多，適應條件互有異同，人工造礁工作進展遲緩[16].珊瑚礁巖作為“海洋熱帶雨林”對生態(tài)系統(tǒng)具有重要的作用[17].本研究通過對葉狀薔薇珊瑚的人工培養(yǎng)，證實了人工環(huán)境下珊瑚人工飼養(yǎng)的可能.本文研究結(jié)果為今后的人工造礁珊瑚的繁殖和珊瑚礁的生態(tài)保護提供科學依據(jù).

[1]Leewis R J,Jance M.Advances in Coral Husbandry in Public Aquariums[M].Pubilc Aquarium Husbandry Series,2008：1-7.

[2]張季,潘連德.觀賞珊瑚常見疾病及其影響因素的研究進展[J].水產(chǎn)科技情報 2011,38（2）：62-65.

[3]鄒仁林.中國動物志：石珊瑚目：造礁石珊瑚[M].北京：科學出版社,2001：1-242.

[4]西平守孝,Veron J E N.日本の礁サンゴ類[M].日本：海游舍,1995：1—439.

[5]王麗榮,趙煥庭.珊瑚礁生態(tài)系的一般特點[J].生態(tài)學雜志,2001,20(6)：41-45.

[6]陳敏.化學海洋學[M].北京：海洋學出版社,2009：69-73.

[7]張正斌,劉蓮生.海洋化學進展[M].北京：化學工業(yè)出版社,2005.

[8]黃宗國.中國海洋生物種類與分布[M].北京：海洋出版社,2008：305-325.

[9]楊晨,楊亞輝,李洪武,等.海南省文昌市龍樓鎮(zhèn)云龍灣石珊瑚的物種多樣性調(diào)查[J].海南師范大學學報：自然科學版,2011,24(2)：201-203.

[10]王麗榮,趙煥庭,等.珊瑚礁生態(tài)系的一般特點[J].生態(tài)學雜志,2001,20(6)：41-45.

[11]陳天然,余克服,施祺,等.廣東大亞灣石珊瑚群落的分布及動態(tài)變化[J].熱帶地理,2007,27(6)：493-497.

[12]鄒仁林,宋善文,馬江虎.海南島淺水造礁石珊瑚[M].北京：科學出版社,1975：1-66.

[13]周祖光.海南珊瑚礁的現(xiàn)狀與保護對策[J].海洋開發(fā)與管理,2004(6)：48-51.

[14]Wilkinson C.Status of Coral Reefs of the World（1）[M].Townsville：Australian Institute of Marine Science Press,2004：316.

[15]Pockley P.Global warming identified as main threat to coral reefs[J].Nature,2000,407：932.

[16]練健生,黃暉,黃良民,等.三亞珊瑚礁及其生物多樣性[M].北京：海洋出版社,2010：1-106.

[17]Baker A C.Reef corals bleach to survive change[J].Nature,2001,411：765-766.