珊瑚礁岛屿
1、珊瑚礁生态系统产生的条件
珊瑚礁生态系统产生的先决条件是有造礁珊瑚的存在,造礁珊瑚非常娇气,对海域有如下要求。
- 浅水域,日照充足,水质清澈:10-20米水深范围是其最理想的生活环境,一般不能深于40-60米;由于珊瑚虫生长要求有足够的光进行光合作用,因此要求海域水质清澈能见度高。当水深超过70米就停止造礁,这也说明我国南海岛礁的基座在水下70米以内。因此,暖水珊瑚礁只会出现在大陆海岸边缘或者是岛屿的边缘。南海中露出水面的叫岛礁,没入水面的叫暗礁。
- 高盐度:造礁珊瑚最适合的盐度范围是27-40‰(千分之),而大海中的盐度是不一样的,因此,盐度太低的河流入海口是不存在珊瑚礁的。盐度达到42‰的波斯湾造礁珊瑚生长却很旺盛。
- 暖水温:暖水性珊瑚的生长当然离不开水温,最适宜温度在25℃-29℃之间。低于18℃停止生长。影响一片海域的水温有纬度和洋流两个方面的因素,一般情况下,赤道附近的海水水温较高,适合暖水性珊瑚生长。但凡事都有特例,如赤道附近的拉帕戈斯群岛周围的海水就是冷的,因为秘鲁寒流经过这里,岛上还生活着一种企鹅。我国台湾东部到日本冲绳岛,虽然纬度高,但有暖流经过,因此也存在部分优势种造礁珊瑚。热带的非洲和南美西海岸,因为有上升的寒流,所以也没有暖水性造礁珊瑚存在。
- 高氧气浓度:暖水性造礁珊瑚需要高氧气浓度水域才生长;而冷水性珊瑚是厌氧型的,和蓝藻合成过程中还会释放氧气。
- 低营养盐:所谓低营养盐通俗的讲就是营养物质不能太多,有机类营养物质过剩就会产生赤潮,造礁珊瑚就会死亡。珊瑚礁生态系统非常奇妙,要求低营养盐,却又具有超强的生产力,为人类提供大量的蛋白质来源。属于典型的“马儿不吃草,马儿又跑得快”的那种奉献精神。
2、珊瑚礁生态系统形成过程
珊瑚礁生态系统的建设形成过程像人类建造城市一样。首先,需要建筑材料和建筑工人等参与者;然后是规划和建造过程。珊瑚礁生态系统形成过程是大自然在执行,包括造礁生物和造礁过程两个环节。
① 造礁生物
是谁参与了珊瑚礁的建造?原来这些都是有生命力的生物,它们叫造礁生物。造礁生物以造礁石珊瑚、砗磲贝、大型钙化海藻等为主。太平洋和印度洋的浅水造礁石珊瑚已知的约有500种,我国造礁石珊瑚约占世界的1/3。
造礁珊瑚(石珊瑚)
珊瑚分两大类,一类叫石珊瑚,一类叫软珊瑚。石珊瑚又叫硬珊瑚,是造礁珊瑚,以鹿角珊瑚、蔷薇珊瑚为代表。软珊瑚像芦苇荡一样随洋流摆动。珊瑚和珊瑚虫是两回事,珊瑚是骨骼,上面有非常多的孔洞,里面生活着珊瑚虫。
珊瑚虫是一类生活在海洋里的原始无脊椎动物,起源于寒武纪晚期。珊瑚虫是腔肠动物,体内共生着褐色的虫黄藻。白天,虫黄藻通过光合作用产生糖分,给珊瑚虫提供营养,清除代谢产物并提供氧气,珊瑚虫利用它的毒刺保护虫黄藻不被别的生物吃掉。并从水中获取二氧化碳和钙离子来建造它们的石灰岩礁石。夜晚,珊瑚虫露出“*手”本色,利用触手捕获水体中的浮游生物。珊瑚的美丽色彩就源于共生的虫黄藻。
珊瑚与珊瑚虫
珊瑚虫排出卵子和精子,在大海中受精后随海流随波逐流,直到找到合适的生存地点,又开始新的生命历程,形成新的珊瑚礁。
珊瑚的繁殖
珊瑚藻
这是一种大型海产钙化藻类,细胞壁中含有大量碳酸钙,藻体钙化程度高。能够起到粘合剂(类似胶水)的作用,将礁体缝隙或不同大小的珊瑚残枝、碎片胶结起来。某些种类在外观上与造礁珊瑚非常相似,因此被称为珊瑚藻,和海带、海草等藻类植物可不相同。
砗磲(chē qú)贝
这是一种大型贝类,有9种,是海洋中最大的双壳贝类,被称为“贝王”,最大体长可达1米以上。砗磲分布在印度洋至太平洋热带海域,以足丝附着珊瑚礁。双壳较厚,可相互嵌套,壳体呈波浪弯曲造型。砗磲在海水中张开贝壳时,其外套膜色彩绚烂,而且带有各种花纹,这与其共生的虫黄藻有关。
珊瑚藻与砗磲
② 造礁过程
造礁生物本身就是造礁材料,它们活着时互相交织在一起,死亡后就固化在一起形成坚硬的礁体。珊瑚骨骼具有多孔性,比较脆,单独形成礁体无法承载过多的重量。而砗磲(chē qú)质地细腻结实,珊瑚藻具有粘性,钙化后它们互相就粘合在一起了,非常坚固。这和我们浇筑混凝土的原理是一样的。下面是珊瑚礁生态系统形成的具体过程。
过程1: 造礁珊瑚构建礁盘。珊瑚虫是怎样工作产生石灰石礁石的?珊瑚虫是水螅型的动物,吸收海洋中的钙成为珊瑚的骨骼。珊瑚虫死亡后一层一层像金字塔一样堆积,经过千百万年的积累形成了珊瑚礁的主体。
过程2:软珊瑚增加“植被”。石珊瑚造好的珊瑚礁像一座石头山,上面就需要“树林”点缀,这些“树林”就是软珊瑚,主要有红珊瑚、柳珊瑚、竹珊瑚等。如同陆地上的山林一样,高大的竹珊瑚像树木,低矮的扇形珊瑚和海绵像灌木,还有贴在海底的苔藓虫。随着珊瑚礁的不断延展就形成了“高楼林立的水底城市”。
过程3:钙化珊瑚藻像“胶水”一样将砗磲贝、珊瑚残枝粘合在一起,使礁盘更结实。
过程4:鹦嘴鱼制造沙子。在珊瑚礁不断生长过程中,有种鱼类扮演了沙子制造者的角色,它就是鹰嘴鱼,鹰嘴鱼吃珊瑚,吸收珊瑚里的藻类为营养物质,咽齿磨碎珊瑚石灰石,通过排泄后形成沙子。然后在海浪的作用下堆积形成了露出水面的岛礁,或者是海岛的沙滩。
过程5:海底泥沙区海草、海藻形成“海底牧场”。在泥沙堆积的台地就形成了海底草场;在礁体和泥沙的共同作用下,海岸边、环礁里面就形成了水体盐度和外海不一样的潟湖。这样,随着这种构造对海洋营养物质的固化和转化,吸引了鱼类和其他生物在此“安家落户”,珊瑚礁生物群落、生态系统就构建完成了。
3、珊瑚礁生态系统起到什么作用?
暖水珊瑚礁的作用与用途非常大,既为人类提供了蛋白质来源,又是一座药用宝库,如在现代医药中,一种叫前列腺素的药物提取于海扇;一种叫苔藓虫素的药物提取于珊瑚的根茎。冷水珊瑚可以做成珠宝,上好的珊瑚石与珍珠、琥珀并列为西方三大有机宝石。除了以上用途外,还有以下作用:
- 保护海岸线:珊瑚礁、红树林、人工海防林可以起到保护海岸的作用,尤其是有的岸礁坪宽达800至2000米,充当了波浪的消能带和缓冲器,当海洋中发生地震引起海啸时能将破坏降低到最小。环礁中的潟湖因为礁体的保护成为天然的避风港。
- 给人类提供了蛋白质来源:全世界有100多个国家的海岸都有珊瑚礁,岩礁周围生活着大量鱼类及其他生物,为人们提供了必要的生活物质和蛋白质来源,就连深海珊瑚礁周围都聚集了大量鱼类,成为深海渔场。
- 为鱼类生物提供优良的栖息环境。
- 参与地球碳、氮等循环:海藻消耗吸收二氧化碳,生产氧气;固化钙、氮元素生成有机质,参与全球碳、氮循环。
- 监测环境变化:珊瑚礁、藻类对环境的变化非常敏感,便于人们获得环境变化的第一手资料。
- 有助于人们研究地球的古气候古环境:珊瑚礁和南极冰芯一样记录了海洋气候的历史变迁和古环境,珊瑚的成长像树木生长有年轮一样,具有非常准确的时光刻录功能,被称为“地质时钟”。
珊瑚礁在海洋中扮演着关键性的生态角色,维持着海洋和地球的生态平衡。珊瑚礁生态系统包括礁内的礁坪、礁坡、潟(xi)湖、沙地草场;礁外的洋流、浮游生物(浮游植物、浮游动物)、游泳生物(如鲨鱼、巨石斑鱼)等,它们构成一个高效的机制,它的运作包括以下三点:食物链循环;生态均衡;生态协作。