參與成員: 陳荔博士
水下視覺監測方法被廣泛應用於評估自然環境中的珊瑚礁狀況,但是對珊瑚共生體的定量測量在很大程度上僅限於共生生物的光合生理評估。雖然可用於在珊瑚表面進行常規並可重複操作的非侵入式的水下呼吸測量儀器已完成設計,但該設備的實際原位精度和精確度尚未被嚴格評估。如果這些測量對量化珊瑚代謝的季節和空間模式有幫助,評估則必不可少。我們為此系統開發了特定的實驗流程,以調查淺層珊瑚群落和檢測其代謝活動(呼吸,光合作用和生物鈣化)、晝夜循環以及光合作用-輻照度曲線。對原位和實驗室控制環境下的進修的數據分析表明,該呼吸測定係統對珊瑚群落的測量精準,並且在15分鐘的培養時間內可以高精度測量溫度、氧氣含量和酸鹼值通量,而同時對珊瑚健康無明顯不良影響。此外,雖然在河口影響和沿海海洋環境中的珊瑚的外觀或其他健康指標上沒有顯著差異,但兩者的珊瑚鈣化率存在明顯差異。這表明該系統有可能及早發現邊緣不良條件對珊瑚代謝的影響。
耐脅迫的珊瑚物種(如扁腦珊瑚,Platygyra spp)被認為非常適合在邊緣珊瑚礁中生存,但是人們對它們短期暴露於異常高溫和鹽度降低的生理反應仍然知之甚少。通過使用非侵入性技術定量評估了肉質扁腦珊瑚 (Platygyra carnosa) 的健康狀況(例如呼吸、光合作用、生物鈣化和白化程度),我們確定了其能量的可塑性和生理極限。儘管這些指標表明它可以在較高的溫度(25–32°C)下生存,但其總體能量在溫度大於30°C時會嚴重降低。相反,它很好地適應了低鹽度的海水(31–21 psu),但生物鈣化卻降低了,表明其能短期適應由降水量和強度增加導致的鹽度變化。
我們的發現為氣候因素對肉質扁腦珊瑚代謝的影響提供了進一步的認識,從而更好地預測了未來氣候變化情景下其健康狀況的變化。它的簡單操作和對珊瑚生理狀態的快速量化使該呼吸計非常適合研究者、監測機構和相關珊瑚保護工作者使用。此外,這些高時空解像度的數據將有可能把局部壓力源對珊瑚健康的影響與氣候因素帶來的廣泛變化所產生的影響區分開來。
參考:
1. Dellisanti, W., Tsang, R.H.L., Ang, P., Wu, J.J., Wells, M.L. and Chan, L.L. (2020). A Diver-Portable Respirometry System for in-situ Short-Term Measurements of Coral Metabolic Health and Rates of Calcification. Frontiers in Marine Science, 7, 571451.
2. Dellisanti, W., Tsang, R.H.L., Ang, P., Wu, J.J., Wells, M.L. and Chan, L.L. (2020). Metabolic performance and thermal and salinity tolerance of the coral Platygyra carnosa in Hong Kong waters. Marine Pollution Bulletin, 153, 111005.
