原標題:福建持續深耕海洋生物科研創新與生態保育實踐,不斷完善多物種、全鏈條、立體化的海洋保護新格局——以硬核科研守護大海精靈

中華白海豚 曾千慧 攝

黃丁勇介紹珊瑚生長修復的環境條件。記者 陳旻 攝

在海洋三所的珊瑚保育館特製的水族箱裏,形形色色的珊瑚與熱帶魚和諧共生。記者 陳旻 攝

廈大團隊在室內人工繁育的文昌魚(受訪者供圖)

福建省水産研究所團隊在汕頭海域進行文昌魚增殖放流。(受訪者供圖)
福建海域遼闊、生態獨特,孕育著品類豐富的珍稀海洋生物,從大型旗艦物種鯨豚、生態關鍵物種珊瑚,到指示物種文昌魚,共同構成近海極具代表性的生態譜係,維繫著海域生態系統的穩定與平衡。
近年來,福建持續深耕海洋生物科研創新與生態保育實踐,不斷完善多物種、全鏈條、立體化的海洋保護新格局,全力守護藍色國土生物多樣性,為海上福建高品質發展、海洋強國建設注入堅實力量。近期,記者走訪自然資源部第三海洋研究所(以下簡稱“海洋三所”)廈門大學、福建省水産研究所等科研機構,一窺福建珍稀海洋生物的保護狀況。
16年來一直追隨“大白”
走進海洋三所鯨豚展館,厚厚一本圖冊中一張張海豚背鰭照片,就像一本指紋檔案。每張照片的三角形背鰭形狀各異,海洋三所海洋珍稀瀕危動物研究與保護課題組的成員曾千慧隨手翻開一頁,目光掃過,不看編號就能説出每頭海豚的名字。
“A004號,大白。”曾千慧説,圓潤鈍化的背鰭、背鰭前緣清晰的麻繩勒痕,像一道褪不去的寬且深的皺紋。“它是廈門海域的‘元老級’居民,自2010年起便被團隊持續追蹤記錄。”
曾千慧從事中華白海豚觀測保護工作已近10年。“大白”背鰭的勒痕是掙脫漁具時留下的印記,這既是個體生存的見證,也折射出中華白海豚野外生存的重重挑戰。
“中華白海豚是近岸物種,活動水深通常不超過20米,極少進入深海。由於廈門灣外海況複雜且有鯊魚威脅,它們的活動範圍多集中在近岸淺水區。”曾千慧説,廈門是國內極少數在中心城區可常態化觀測到中華白海豚的城市。
每個月出海尋找拍攝白海豚,是曾千慧的固定工作內容之一。“每月一次系統性出海監測,每次持續約6天,6條固定線路覆蓋廈門灣東部與西部、漳州九龍江口、泉州圍頭灣等,總航程超300公里。”她展示著長焦鏡頭相機、無人機等觀測裝備。
9年來,團隊累計海上作業超1萬小時,拍下了30萬餘張野外影像。依託海量數據,海洋三所搭建起廈門灣中華白海豚“一豚一檔”個體識別數據庫,精準建檔,清晰劃分種群核心棲息區域。
團隊不只從船上拍攝白海豚背鰭照片,記錄繁殖、育幼、捕食等行為,還要同步採集水質數據,分析白海豚棲息地環境變化;在廈門灣航標上部署被動聲學記錄儀,分析海豚發聲規律及晝夜節律;在非禁飛區使用無人機觀察群體行為細節等。
曾千慧説起白海豚的習性,就打開了話匣子。“大白”是種群裏的“老前輩”,能看到更多的小海豚出現才是最開心的事。“當前對於廈門灣白海豚種群而言,最大的威脅並非污染,而是棲息地的碎片化和喪失。”她説,由於廈門灣白海豚棲息地與港口航道、跨海工程、漁業作業區高度重疊,團隊獨創STEPS科學保護架構,精準排查船舶噪聲、漁具纏繞、海域污染、工程施工等六大威脅因子,為海域管控、生態修復、工程環評提供硬核科研支撐。
科研賦能不止于日常監測研判,更為福建鯨豚築牢應急救護防線。海洋三所作為顧問單位,協助福建省水生野生動物救護主管部門,搭建福建省鯨豚擱淺應急救護網絡,編制全國通用的鯨豚救護技術指南,受主管部門委託對數十例鯨豚擱淺死亡案例進行剖檢,並深入分析其死因。2024年,廈泉跨區域聯合救助擱淺白海豚“樂寶”並成功放歸自然,成為全國首例跨地市白海豚完整救助閉環案例,海洋三所在專業知識支撐上起到了關鍵作用。
從人工跟豚、科研護航到智慧管護,廈門的中華白海豚保護持續迭代升級。早在1997年,廈門便設立省級白海豚自然保護區,出臺全國首部白海豚專項保護規章;2000年,該保護區升格為總面積7588公頃的國家級自然保護區,核心守護中華白海豚、文昌魚等多種珍稀海洋生物;依託火燒嶼全國首個白海豚救護繁育基地,持續開展擱淺救治、人工繁育探索。2025年,10頭常住白海豚獲評“廈門生態市民”,讓鯨豚保護成為全城共識。
今年7月,在第十九屆智慧城市大會上,廈門珍稀海洋物種國家級自然保護區打造的立體監測系統斬獲2026年度智慧城市應用案例一等獎。系統可自動預警疑似海豚目標、聯動多設備追蹤軌跡,物種識別準確率穩定在85%,關鍵數據歸檔準確率達95%,有效解決了傳統人工巡護效率低、物種追蹤難、監管有盲區的難題。目前,系統已記錄白海豚活動點位1100余個、監測活動210頭次,能自動生成種群活動熱力圖,精準鎖定核心棲息地;聯動船舶AIS定位與電子圍欄,智慧管控海域違規航行行為。
閩南中華白海豚的棲息地跨越廈漳泉海域,2026年,廈門牽頭聯合漳州、泉州簽署閩南三地白海豚協同保護協議,實現巡護無縫銜接、救助快速響應、數據實時互通,未來還將聯合開展種群調查、棲息地修復和公眾宣傳,共同守護閩南這片“豚躍深藍”的海域。
營救“海底熱帶雨林”
珊瑚礁是海洋生態系統的重要基石,維繫著海洋生物多樣性與海域生態穩定。
在海洋三所的珊瑚保育館,幽藍的燈光模擬海底光照,特製的水族箱內,從大如臉盆到巴掌大小的形態各異、色彩繽紛的珊瑚,隨著人造的“海浪”輕輕搖曳,艷麗的熱帶魚穿梭其中,還有幾排水缸裏靜靜養育著一株株幼小的珊瑚。
這是我國最早建立的陸基珊瑚活體保藏庫之一,培育著上百種造礁珊瑚。館內配備了各種環境模擬系統,可以精準控制水溫、光照、酸鹼度與營養鹽濃度等,為珊瑚生長和科學研究提供理想條件。
幾個攝像頭時刻對著水缸。“雲上珊瑚園”平臺正在直播珊瑚保育館的實時畫面,讓更多人看到珊瑚的美麗與脆弱,了解珊瑚礁生態修復的科學與艱巨。
“這是我們珊瑚礁生態修復的‘種子庫’和‘育苗中心’。”海洋三所海洋生態保護與修復重點實驗室珊瑚礁保護和修復研究團隊副研究員黃丁勇介紹説。
珊瑚礁生態系統是海洋中生産力最高的生態系統之一,被譽為“海底熱帶雨林”,對維護海洋生態平衡、保障海洋國土安全乃至全球氣候穩定都至關重要。這一龐大生態系統的核心框架生物,就是造礁珊瑚。它們與蟲黃藻共生,歷經千萬年的積累,構築成了蔚為壯觀的珊瑚礁。
為守護這珍貴又脆弱的海底生境,近年來,團隊圍繞珊瑚韌性提升開展了大量研究工作:解析珊瑚環境適應的微生物調控機制,證實了共生蟲黃藻是驅動細菌群落動態的關鍵樞紐,為構建環境抗逆性“超級珊瑚”等新一代珊瑚礁修復技術提供理論支撐;繪製出“華南沿岸造礁珊瑚潛在適生區一張圖”“東山造礁珊瑚群落預警監測一張圖”;逐步構建起以廈門珊瑚保育館為核心,漳州古雷中尺度礁岩模擬生態系統、福建東山和廣西北海潿洲島修復試驗場為支撐的科研平臺網絡。
今年6月,一批由實驗室培育的本地盾形鄧肯沙珊瑚、同星珊瑚種苗被團隊送到東山近海,通過人工培育移植珊瑚,科學修復珊瑚礁,為海洋生物重建溫暖家園。
福建的東山-古雷海域,是我國造礁石珊瑚群落自然分佈的最北緣,其珊瑚群落具有獨特的科研價值和保護意義。在東山珊瑚省級自然保護區,團隊建立了長期觀測點進行科學研究。今年,他們宣佈,在該海域發現了造礁石珊瑚的一個中國新記錄種——佩羅尼同星珊瑚,還記錄了5個福建省新記錄種:斯氏伯孔珊瑚、翹齒盤星珊瑚、黑星珊瑚、膨脹薔薇珊瑚和毗鄰沙珊瑚,將東山海域記錄的造礁石珊瑚名錄擴展至8科12屬13種。
同時,採用室內外結合的苗圃培育模式,團隊啟動了大規模修復移植工作。“我們將古雷基地培育的各種珊瑚斷枝移植到海區的特定苗圃中,利用珊瑚無性繁育技術,在東山海域首次開展了珊瑚群落的人工修復。”黃丁勇説。
珊瑚要自然繁育和成長到一定規模,往往需耗費數十年甚至上百年。而採用斷枝切割的近自然無性繁殖技術,能讓珊瑚的生長擴張速度比自然生長快10~20倍。去年,團隊已在東山海域移植了4000株珊瑚苗,今年移植工作仍在持續推進中。
不僅在福建海域,還有廣西潿洲島、埃及紅海、斯裡蘭卡、馬爾代夫……由多個專業方向科研人員組成的海洋三所聯合團隊研發的人工生物礁和受損珊瑚礁繁殖修復技術體系,都已成功應用。
今年4月,海洋三所聯合團隊還遠赴印度尼西亞北蘇拉威西,執行“全球變化背景下典型海洋生態系統連通性與可持續發展”聯合科考和珊瑚礁修復任務。
在印尼北蘇拉威西Paputungan村,聯合團隊創新採用了海洋三所自主研發的人工生物礁,並在珊瑚産卵期成功完成水下布放。“這是中國科研成果在印尼特殊生境條件的針對性應用。”黃丁勇説,這生動詮釋了海洋生態修復“中國方案”在參與全球海洋生態治理中的重要作用與價值。
生態修復不僅限于珊瑚本身,還向整個生態系統進發。2025年5月,團隊在國內首次成功實現了珊瑚礁生態系統的關鍵指示物種——海水神仙魚(刺蓋魚)的人工繁殖。負責該項目的李琰博士説,這項技術突破,為未來通過增殖放流功能性魚類,實現珊瑚礁生態系統多營養層次的協同修復打開了大門。
破譯文昌魚性別決定之謎
文昌魚,作為國家二級重點保護野生動物,是無脊椎動物向脊椎動物演化的關鍵“活化石”,也是評價近海灘塗生態健康的核心指示物種。
多年來,福建高校及科研院所産學研協同,在文昌魚人工繁育、基因演化機制、種質資源保藏、生態修復應用等領域走出一條科學化、可複製的物種保護新路徑。
文昌魚對生存環境要求嚴苛,僅棲息于水質潔凈、溫度鹽度穩定的沙質灘塗。受海岸開發、海域環境波動、棲息地碎片化等因素影響,福建沿海野生文昌魚種群持續衰退。同時,野生文昌魚存在嚴格的季節性繁殖特性,僅短時間窗口可獲取胚胎樣本,野外採樣效率低。
針對這一保護與科研雙重困境,廈門大學生命科學學院文昌魚研究團隊深耕20餘年,全力開展技術攻堅,破解文昌魚繁育與研究體系的核心難題。
“全球多國僅能實現文昌魚季節性繁育,無法突破自然繁殖的季節限制,難以支撐長期系統的基礎研究。”團隊負責人李光教授介紹,團隊聚焦技術自主創新,精準調控水質、餌料、光照、溫度等核心環境因子,攻克多項原創性繁育技術。通過精細化環境調控,徹底打破文昌魚季節性繁殖壁壘,實現全年可控人工産卵;並將其自然狀態下一年以上的世代週期壓縮至3~6個月,大幅提升繁育效率;同時創新無沙立體養殖模式,解決傳統沙養易滋生細菌、管護困難的痛點,顯著提升幼體存活率。
目前,團隊已實現文昌魚全人工繁育,徹底擺脫科研對野生種群的依賴,從源頭減少野外資源損耗。有了穩定的繁育體系,團隊得以開展精準的基因功能實驗,最近在文昌魚性別決定機制的研究上取得顛覆性科研成果,相關成果發表于國際權威期刊《Nature Communications》。
李光介紹,整個研究的突破口,來自於實驗中的一個意外發現。“我們剛開始研究文昌魚Nodal基因敲除突變體的時候,發現一個很奇怪的現象,做出來的雜合子突變體永遠只有雌性,沒有雄性。”正是這一特殊實驗現象,讓團隊順著線索深挖,逐步厘清文昌魚性別決定的核心機制。
在此之前,學界對文昌魚性別調控一直爭議不斷。“文昌魚到底是環境決定性別,還是遺傳決定性別?如果是遺傳決定,到底是XY型還是ZW型,一直沒有定論。”李光表示,團隊前期研究首次清晰證明,文昌魚是ZW型遺傳性別決定機制,終結了學界多年爭議。
長期以來,業界普遍認為文昌魚是演化緩慢的“活化石”,性狀保守、變化極小,但這項研究徹底顛覆了固有認知。“我們發現文昌魚的性別決定機制和大家想像的完全不一樣。”李光解釋,文昌魚用來控制性別的tesD基因,是脊椎動物完全沒有的新基因。更讓人意外的是,它的性別系統演化多樣性很高,甚至在同一物種不同個體中存在不同的性別決定基因。這一發現,填補了低等脊索動物同形性染色體性別演化研究的空白。
團隊成功搭建TALEN和CRISPR/Cas9基因編輯平臺,培育出全球首批文昌魚基因敲除突變體,真正把瀕危保護物種轉化為可標準化研究的模式動物。在李光看來,這項基礎研究兼具理論價值與應用潛力。“摸清性別決定機制,理論上厘清了演化規律,實踐中能指導育種,未來可以通過基因調控實現雌雄比例定向控制,助力規模化育苗。”
與此同時,另一條保護文昌魚的路徑也在同步探索。福建省水産研究所搭建了標準化種質資源庫,開展親本優選、遺傳監測,團隊持續開展文昌魚室內保種繁育及規模化增殖放流,把科研成果轉化為可落地的近海生態修復方案,全方位守護文昌魚野生資源。
談及未來規劃,李光表示,目前,文昌魚全年繁育、基因編輯等核心技術框架已搭建完成,築牢了模式動物研究的核心根基。下一步,團隊將攻堅文昌魚純係品係培育難題,培育穩定實驗品係,為精準科研提供支撐。(記者 張穎 陳旻)
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