生物侵蚀对南海北部珊瑚礁发育的影响
文献类型：学位论文
| 作者 | 赵宽 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 授予单位 | 南海海洋研究所 |
| 导师 | 陈天然 |
| 关键词 | 南海北部，珊瑚，生物侵蚀 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 海洋地质 |
| 其他题名 | Effects of bioerosion on the development of coral reefs in the northern South China Sea |
| 英文摘要 | 生物侵蚀（Bioerosion）是侵蚀生物（bio-erosion organisms）对珊瑚碳酸钙骨骼进行机械钻孔、化学腐蚀的过程，并且会进一步削弱、破坏珊瑚礁的堆积，以及影响珊瑚礁结构和生态系统的稳定性。按照个体大小，侵蚀生物可分为大型(macro-bioeroders)和微型(micro-bioeroders)。在全球变暖的背景下，低纬度的珊瑚礁受到海水温度升高的影响日益加剧，这使得现有的高纬度珊瑚群落分布的海域被视为潜在的珊瑚“避难所”。然而，高纬度珊瑚群落的发育有很多限制因素，其中，生物侵蚀被认为是影响珊瑚礁形态以及碳酸盐平衡的主要因素。同时，生物侵蚀会严重削弱珊瑚礁基底，也是影响珊瑚礁稳定性的主要破坏力之一。目前对大型生物侵蚀的研究，在高纬度地区的珊瑚群落的实例很少；对于微生物侵蚀的研究，国际和国内的实例都十分稀少，特别对于受人类活动影响日益密集的近岸珊瑚礁，微生物侵蚀是如何响应以及如何变化，至今还不明确。在此背景下，本文针对生物侵蚀进行了全面系统的研究，包括大型生物侵蚀和微生物侵蚀两部分，并分别探讨了两者对于高纬度珊瑚礁发育的影响。对于大型生物侵蚀，在高纬度珊瑚礁区进行放置珊瑚块的原位实验，并借助图像分析软件统计珊瑚块内的大型生物侵蚀情况；对于微生物侵蚀，通过扫描电镜微观显示的方法，观察采自南海北部（涠洲岛和大亚湾）的珊瑚骨骼样品，并进一步探讨微生物侵蚀加剧对珊瑚生长的影响。本文首次将珊瑚骨骼块体原位放置实验运用在涠洲岛的珊瑚礁生物侵蚀研究中，通过分析珊瑚块实验前后的变化，定量研究大型生物侵蚀对珊瑚礁体的影响。同时，将图像分析法运用到了微生物侵蚀的研究，通过SEM图像定量微生物侵蚀率，并运用前人总结的侵蚀率、纵波波速与抗压强度的回归方程，定量计算了珊瑚骨骼的抗压强度，更直观的说明了微生物侵蚀对珊瑚骨骼的影响，以及微生物侵蚀与大型生物侵蚀的关系。主要结论有：（1）涠洲岛大型侵蚀生物主要为双壳类（endolithic bivalves）、蠕虫（worms）和海绵（boring sponges），其中双壳类占主导，其次为海绵与蠕虫。从侵蚀地点分布上看，总体上石螺口的样品侵蚀率远高于海洋站与北港，石螺口样品的侵蚀率达到了8.22%，其次为海洋站，侵蚀率为4.15%，最低的为北港，侵蚀率仅为3.18%。这符合涠洲岛海域海水富营养化的分布规律，即生物侵蚀强度与海水富营养化程度呈显著正相关。整体来说涠洲岛的珊瑚礁碳酸钙损失率达到1.25 kg/m2/yr，高于大堡礁等保护较好的礁区，且目前涠洲岛的活珊瑚一直在退化死亡，如果生物侵蚀继续加剧，当珊瑚礁损耗的速率大于生物建造速率，那么珊瑚礁会转变成负增长状态，将无法维持礁的地貌稳定以及生态系统稳定。（2）在涠洲岛与大亚湾滨珊瑚骨骼样品的横切面上，观察到了明显的“橘色条带”，而在西沙的样品中则没有出现。这些“橘色条带”均出现在骨骼顶端，距离表面约1至5厘米，其分布与珊瑚骨骼的年生长层基本一致。这些“橘色条带”是一种最常见的内生藻类，Ostreobium quekettii，在全球的热带珊瑚礁区均有发现，可以寄居在超过85%的珊瑚属种中。在扫描电镜下发现该处骨骼有明显被侵蚀的痕迹，被侵蚀的骨骼结构被破坏且壁出现不同程度的减薄。（3）微生物侵蚀对滨珊瑚骨骼孔隙率变化的影响有限，孔隙率增加最大值为6.76%，最低仅为1.54%。然而，仅仅是孔隙率较小的增加，导致骨骼抗压强度的变化却十分显著，减低27.1%至51.2%。抗压强度的下降意味着珊瑚应对外力作用的能力下降，这使得珊瑚骨骼变得更加“疏松”，而微生物侵蚀痕迹的分布是呈一层“壳”状遍布骨骼次表面，这意味着微生物侵蚀能够形成分布在珊瑚骨骼次表面（1-5cm）的“骨质疏松层”。“骨质疏松层”会使大型生物侵蚀变得更加容易，大型生物侵蚀继续扩张加剧，进一步又便利微生物侵蚀，二者相互促进，大大加快了生物侵蚀速率，这种“正反馈效应”对珊瑚礁的破坏作用不容忽视。 |
| 源URL | [http://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/18100]  |
| 专题 | 南海海洋研究所_学位论文（硕士） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 赵宽. 生物侵蚀对南海北部珊瑚礁发育的影响[D]. 南海海洋研究所. 2019. |
入库方式： OAI收割
来源：南海海洋研究所
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