種珊瑚：去海底「植樹造林」
他們用了近十年時間，在中國南海海底種植了十萬平方米珊瑚。
這是一項科研，更是一個辛苦的勞作。未來，他們希望能夠推廣「海洋牧場」的概念，通過修復珊瑚，恢復海洋生態
中新社記者 洪堅鵬 攝
中國新聞周刊記者/李明子
張浴陽目不轉睛地盯著一個個粗壯的珊瑚分枝。
它們已開始膨脹，呈現出粉紅色，12隻灰色的觸手，像花瓣一樣環繞在口盤四周。
張浴陽是在等待珊瑚蟲排卵。他是中國科學院南海海洋研究所(下文簡稱「南海研究所」)珊瑚生物學與珊瑚礁生態學科組的助理研究員，他們的主要工作是在中國南海的海底沙石上，依靠人工，培植並播種珊瑚。
這是一項科研，更是一個辛苦的勞作。團隊成員多數已經工作了近十年，組長黃暉則是從博士時期便參與進來，為保護和恢復中國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釐米的鹿角珊瑚雖未呈現出鮮豔的色彩，但已初具鹿角的形態，一群小魚穿梭其間，顯然已在此安家。這幾株珊瑚一年前還只有手指大小，是助理研究員張浴陽從附近的珊瑚上折下的斷枝。
「苗圃看著壯觀，但只是過程之一。」張浴陽向《中國新聞周刊》解釋道。種植珊瑚的全部過程，包括採卵、繁殖、育苗、移植等環節，育苗是最重要的承上啟下的一環。育苗結束後，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項目而培育的。項目從2015年開始，未來多年仍需每年增添新苗圃。
一直以來，珊瑚及珊瑚礁的生長狀態，被視為海洋生態的指標。這個指標是由珊瑚蟲和蟲黃藻的奇妙共生完成的。
珊瑚蟲在生長過程中，不斷分泌碳酸鈣，向外擴建外骨骼，但骨骼本身並沒有顏色，珊瑚的顏色是由珊瑚蟲的房客蟲黃藻帶來的。蟲黃藻通過光合作用，產生糖和氧氣，供給珊瑚蟲做主要營養源，作為回報，珊瑚蟲將自身代謝的二氧化碳和氮磷給蟲黃藻做光合作用的養料。這對絕妙的共生關係對海洋環境的要求極高。
不僅如此，珊瑚礁還為眾多海洋生物提供「住所」。珊瑚礁對海洋的生態意義，就像森林與山峰的關係，森林可以防風固沙、保育生命，沒有森林，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」，可以有效阻擋風浪對海岸的侵蝕，並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，珊瑚礁雖然只佔0.2%，卻是25%海洋生物的庇護所，漁業、油氣資源、潛水旅遊等經濟活動都與之息息相關。
中國南海擁有全球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類調查時看到的情景。
「當年的西沙，真的像天堂一樣。」黃暉對《中國新聞周刊》回憶說，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，覆蓋率最高的區域可達到90%，色彩斑斕的熱帶魚成群結隊地在珊瑚叢中悠遊，海龜在海底漫步，附近的漁民每天可撿上萬斤海參。
「那時已經不是西沙最美的時候了，現在更是面目全非。」黃暉說，最近二十年間，由於全球氣候變暖、天敵爆發、海水汙染、過度採挖等多種因素，中國南海的珊瑚覆蓋率已經減少了80%。黃暉悲涼地說，「我們的項目越多，說明原生的珊瑚狀況越差。」
全球變暖導致海水溫度升高，是珊瑚被毀壞的直接原因。珊瑚的生長過程對溫度有極高的要求，一般在23至27攝氏度時狀態最佳，一旦水溫升高，珊瑚就會「白化」，甚至死亡。
1998年，地球發生過一次嚴重的厄爾尼諾現象，之後，全球約16%的珊瑚礁出現了「白化」。在2015至2016年的厄爾尼諾現象中，部分地區持續升溫近10個月，馬爾地夫海洋研究中心的數據顯示，馬爾地夫周圍島嶼大約73%的珊瑚礁在2016年3月到5月期間出現「白化」。
加拿大維多利亞大學的生物學院副教授茱莉亞·鮑姆曾因此公開預測，「即使現在能夠阻止全球變暖，預計仍然有90%以上的珊瑚會在2050年前死亡。如果不及時加以幹預，我們就有可能失去所有的珊瑚礁。」
在2016年的「國際生物多樣性日」上，時任國家海洋局生態環境保護司副司長王孝強表示，近年來，受人類開發利用活動的不斷增強和全球氣候變化日漸加劇的影響，中國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70年代相比，珊瑚礁面積累計喪失了80%。」
「就算用『嚴重退化』來形容也不過分。」黃暉說。
在這樣的背景下，世界各國有關珊瑚保護與修復的工作紛紛開展起來。作為中國最早的珊瑚修復團隊，黃暉團隊的工作是從2005年開始的。「說實話，我們的起步已經晚了。」據黃暉介紹，當時，以色列已經提出了珊瑚園藝學，日本已在衝繩開始了多項修復工作，與南海鄰近的東南亞各國的野外培育項目也早已開展，「我們至少比國際先進國家晚了二十多年。」
採集珊瑚卵
為了種珊瑚，需要先了解珊瑚的繁殖過程。
珊瑚是一種特殊的生物，兼具無性繁殖和有性繁殖兩種繁殖方式。無性繁殖，即通過培育珊瑚的斷枝，加速珊瑚數量的增長。但無性繁殖無法滿足生物多樣性的要求，從生物進化的角度，未來珊瑚礁生態的恢復，仍需通過有性繁殖來實現。然而，在2008年前，中國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浴陽帶來的。2008年3月，張浴陽從全球珊瑚礁研究專業排名第一的詹姆斯·庫克大學畢業，他當時的另一個選擇是去著名的大堡礁當志願者，但張浴陽左思右想，發現自己「更想要做點更實際工作」。他通過電話和黃暉取得聯繫，二人沒有見面，就直接在電話中確定了合作的意向。
進入團隊後，張浴陽的主要任務就是做珊瑚繁育試驗。經過一年的準備和觀測，他終於在2009年4月初於三亞鹿回頭海域採集到了第一批珊瑚卵。
膨脹薔薇珊瑚和壯實鹿角珊瑚是南海廣泛分布的兩種代表性珊瑚，也是張浴陽採集卵子的兩類珊瑚主體。回憶起最初採集珊瑚卵的日子，張浴陽說，他每晚5點到10點會準時租船出現在鹿回頭海域，潛到海下，截取大於5釐米長的珊瑚斷枝，仔細觀察斷枝截面珊瑚卵的發育程度。
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釐米。「當這些珊瑚卵開始出現橙紅色，就意味著快到排卵的時候了。」這時，「觀測」就升級為了「蹲守」——每半小時下水觀察一次，直到珊瑚排卵，有時這樣的「蹲守」要持續一周。
珊瑚排卵的過程也很奇妙：以壯實鹿角珊瑚為例，先是珊瑚蟲呈現典型的粉紅色，並明顯開始膨脹，12隻灰色的觸手像花瓣一樣全部伸出並整齊地豎立在口盤四周，這樣持續約一個多小時後，幾顆橙紅色的卵子「嘭」地一下被從口盤擠出，緩慢浮上水面。
珊瑚蟲的排卵具有明顯的時間統一性。常常是方圓幾百米海域內的珊瑚蟲，幾乎都在同一時刻排卵，大量紅色和粉紅色卵子同時釋放到海水中，在大量卵子組成的卵團中間，珊瑚又開始噴射精子。精子在卵團中迅速尋找可以受精的卵子，神奇的是，精子可以識別同株珊瑚排出的卵子，只與異株珊瑚排出的卵子結合成受精卵。
張浴陽的工作就是迅速辨別出受精卵，用濾網將其採集起來，並立即放入船上盛有新鮮海水的塑料方桶中，桶內保持恆溫26攝氏度，之後直接送到就近的工作站養殖和觀測。不同種類的珊瑚受精後裂變速度均不相同，大概兩三天後，變為浮浪幼蟲，在水中遊動尋找堅硬的基底來進行附著和變態，變形成珊瑚幼蟲，之後逐漸長成海底漂搖的成熟模樣。
收集珊瑚卵伴隨著種種危險。2012年，珊瑚組助理研究員楊劍輝在西沙永興島實驗站附近採集珊瑚卵時，從水底浮到水面過程中突遇急流，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。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遊，幸運地找到了船。
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受到颱風影響，同時保證珊瑚生長需要的光照，珊瑚卵的室外養殖缸上方加蓋了玻璃頂。這相當於給創造了一個溫室，但珊瑚幼體的生長溫度又需嚴格控制在23至27攝氏度之間，因此需要在缸中放置冷水機降溫。整套系統靠電力維持，在永興島培育基地，珊瑚培育階段一個月僅電費就要1萬多元。然而偏偏南海的電力設施並不穩定， 「萬一斷電，一年的工作都白費了」。這樣的事情還真的發生過。2014年，三亞實驗站因遭遇不可抗力因素全部斷電，好不容易採集到的珊瑚蟲受精卵全部死掉了。
2011年，黃暉團隊發表了國內首次報導造礁石珊瑚有性繁育和幼體發育過程的論文，為利用有性繁殖技術恢復珊瑚礁生態系統提供了發育生物學上的理論基礎。經過八年的實驗，珊瑚組如今對南海各區域珊瑚的有性繁殖基本都摸清了規律，判斷珊瑚排卵期，誤差不會超過三天。
失敗堆出來的經驗
「能在海底種植10萬平方米的珊瑚，都是靠失敗的經驗堆出來的。」黃暉對《中國新聞周刊》說。
早在2008年底，張浴陽等人就在三亞做過簡單的珊瑚野外繁育實驗。他們在三亞西南端的鹿回頭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，觀測其在海中的生長情況。
試驗結果並不樂觀。張浴陽介紹說，當時試驗了5種珊瑚，死亡率高達95%，主要是三亞人為建設等活動導致近岸淤泥增加，沉積物過多，造成珊瑚部分組織死亡，最後全軍覆沒。
「這也說明，人工恢復試驗點暫時不宜設在鹿回頭。」黃暉總結說。她一直主張，人工修復只能是小範圍、關鍵點、有特殊需求的地方，需要把造成珊瑚死亡的環境壓力因素全部去除，才有可能實現修復。
2010年，黃暉團隊接下在西沙永興島修復珊瑚的國家課題，其中包括約1公頃的示範區。他們在那裡試驗了鐵架懸掛和放置人造礁體等修復技術。經過3年培育，示範區的珊瑚覆蓋率有所回升，但由於位於潟湖內，水淺、溫度高，效果並不理想。「現在回過頭看，那裡的修復價值並不是最高的。」黃暉說。
吸取經驗教訓，從2013年起，黃暉團隊開始嘗試多種培育方法。
他們先在西沙永樂環礁南側的晉卿島採用「底播」的方法：用硬塑料網將海底已經死亡的珊瑚覆蓋，然後將採集到的珊瑚斷枝固定在一種特製的塑料海床上。2017年夏天驗收時，實驗區的單位平方米的珊瑚數量是方圓150米範圍內未修復區域的2至3倍，珊瑚數量從修復前每平方米2.5株增長到了19.3株。
在三亞北部的項目，是黃暉與海南省海洋與漁業科學院的合作。由於珊瑚必須附著在堅硬物體上才能生長，這次嘗試將珊瑚移植在不鏽鋼礁基上，成活率達到了90%，到2014年10月相繼移植了3500餘株造礁石珊瑚。
2015年，黃暉團隊又接下西沙群島七連嶼趙述島的珊瑚修復項目。
與以往試驗地點不同，趙述島北側有一排島，可以阻擋東北季風引起的風浪，但南側是開放水域，受西南季風和颱風影響較大，因此，需要想辦法降低水流動力對珊瑚幼苗的損害；加之附近海域以沙質海底為主，質地鬆軟，缺少堅硬附著物，不能直接用「底播」的辦法把珊瑚種在沙子上。
黃暉團隊借鑑了美國大自然保護協會的修複方法——苗圃樹。在水下5米到15米的深度，放置一根2米多長的PVC管「主幹」，主幹上每隔約40釐米再垂直固定另一根PVC管當做「樹枝」，多根PVC管構成一棵「樹」，底部用繩索和鴨嘴錨固定在沙質海底，上方懸掛浮球，以保證苗圃樹垂直立於水中。實驗員們將採集到的合適的鹿角珊瑚斷枝，固定在苗圃樹的「樹枝」上，平均每條枝幹可以懸掛10段小珊瑚。
對於不適合採用懸掛方式的脆弱斷枝，他們便使用苗圃床：把硬質塑料網格剪成一張2米見方的「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」的過程，是同時間、體力和精力賽跑的過程。一旦起風，便無法種植，全隊人員除了躺在船上什麼都做不了，連喝口水都會吐，遇上惡劣天氣，更是只能收工到附近島礁避風，短則三兩天，長則一周。因此風平浪靜的日子格外珍貴，需要快馬加鞭，搶進度。
「租一艘漁船，一天就是兩三萬，每到避風的時候我們都鬱悶得不行，又耽誤工，又賠錢。」在黃暉看來，這是他們近十年種珊瑚的歷程中最頭疼的事。除此以外，她認為不存在什麼困難，重要的是堅持。「做事情沒有不難的，但不能把這些想成困難，要把事情化為一個個需要解決的小問題，就不存在困難了。」
張浴陽倒是對困難有更切實的體會——在水下賣力氣，比地面上更費力。張浴陽的一項重要工作是「海底打錘」：將固定苗圃的鴨嘴錨打進沙底1米多深。張浴陽常常扛著16磅重的榔頭，站在海底奮力掄錘，往往釘一個錨就要將近一小時，浮力常常阻礙掄錘，偶爾海浪來了，整個人還會被浪帶「飛」。
「就像動畫片裡畫的，風大時人整個被吹到空中一樣，大浪把人整個捲起來，在水裡漂，全靠用手使勁抓住海底的礁石，才能固定住自己。」張浴陽說，平時潛水，一個氧氣瓶可以用40分鐘到1個半小時，但幹「海底打錘」這樣的力氣活時，20分鐘就能把一瓶氧氣耗盡。
在南海海底進行「植樹造林」的工程已經持續了近十年，但在黃暉看來，這對珊瑚礁生態系統的恢復來說只是一個開頭。
「要看到效果，還需要再等十年吧。」今年49歲的黃暉不喜歡「種珊瑚」的工作和效果被別人誇大，但也期待著自己多年的研究能夠有所收效。
他們對趙述島的珊瑚恢復項目抱有更大期待。因為這裡的深水環境更適合珊瑚，生長空間也更大，一旦移植的珊瑚恢復生長，會比之前實驗項目更加漂亮和壯觀。
黃暉笑談，相比十年前，如今的珊瑚養殖和修復項目「更吃香」了。越來越多的年輕人開始熱愛並享受保護珊瑚的工作，這使她對珊瑚修復項目的前景感到樂觀。未來，她希望能在西沙試驗「海洋牧場」的概念，培訓當地漁民加入珊瑚修復的隊伍，借鑑林場改革的經驗，幫助漁民轉產轉業。
「我還是挺樂觀的，」黃暉說，「就算我退休了，還有我的學生，還有其他年輕人，只要想努力做好，就一定可以做到。」
《中國新聞周刊》2018年第5期
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