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反向思考 深度探索—珊蝴礁白化研究的新突破
2010-07-09 | 编辑:容英光 | 【  】【打印】【关闭

余克服 1969年3月出生,湖北省公安县人,珊瑚礁研究专家。1992年毕业于南京大学古生物专业,获学士学位;1995年毕业于中科院南海海洋研究所海洋地质专业, 获硕士学位并留所工作;2000年于中科院广州地球化学研究所地球化学专业获博士学位;2002年—2004年,在同济大学从事在职博士后研究。历任中科院南海海洋研究所助理研究员、副研究员、责任研究员、博士生导师。2002年以来,与澳大利亚昆仕兰大学合作,多次应邀赴澳进行合作研究和访问。主要社会兼职有:中国第四纪研究委员会理事、中国第四纪研究委员会珊瑚礁专业委员会秘书长、广东海洋湖沼学会理事。主要从事珊瑚礁生态与环境演化、珊瑚礁高分辨率环境记录研究。多年来,主持国家自然科学基金重点课题、国家科技支撑计划、科技部重大专项、973课题等20多项,总经费达1100多万元;参加各种科研课题8项,其中国外课题3项。1993年以来,以珊瑚礁高分辨率环境记录研究为目标,以珊瑚礁白化与气候关系研究为重点,经过10多年的研究,发现了历史时期珊瑚礁白化的证据,提出了珊瑚礁“冷白化”的新概念,得到了国内外专家的肯定。发表论文70多篇,其中SCI论文20多篇(第一作者13篇)。曾获广东省科学技术进步奖二等奖、中国“第四纪研究青年科学家奖”等。

在陆地资源日益稀缺的今天,分布于热带海洋的珊瑚礁集生态资源、环境调节、海岸保护、国土安全和自然历史记录于一体,是不可或缺的、重要的海洋生态系统,日益发挥着重要的作用。目前,全球约有3000万人完全依赖于珊瑚礁生存,约有5亿人不同程度地从珊瑚礁获取食物。但是,近20年来,全球珊瑚礁生态系统严重退化,大量珊瑚在短时期内死亡并失去色素变白,即“珊瑚礁白化”,引起国际社会的广泛关注。国外专家预测,如果不采取有效措施,本世纪末珊瑚礁将成为全球变暖而失去的第一个生态系统。

国际上对珊瑚礁白化现象的记录开始于1982年,仅有20多年的历史。最新研究认为,珊瑚礁白化不是新出现的生态现象, 历史时期早已有之,只是过去人们没有研究它而已。如今这种现象大范围出现,并且威胁海洋生态安全和人类生存环境,才引起人们重视。20多年来,国际上珊瑚礁研究的专家们多热衷于珊瑚礁白化现象的发现、原因分析和生态后果评估,对珊瑚礁白化的过程、特别是历史上有没有出现过珊瑚礁白化的现象还无人涉猎,因此研究历史时期珊瑚礁白化的过程尤为重要。上世纪九十年代初,余克服研究员以珊瑚礁高分辨率环境变化过程与规律研究为目标,深入探索珊瑚礁白化与温度、气候的关系,并通过高精度年代测定技术,准确测定历史时期珊瑚礁白化的年代,取得了新的突破。

余克服研究员开始这项研究时,国内还是空白,在基础薄弱、经费短缺、缺少分析仪器、没有可借鉴的实验资料的情况下,凭着对科学真理的执着追求,十几年来孜孜不倦地探索。1993年以来,他多次对南沙群岛、西沙群岛、海南岛和雷州半岛等海区的珊瑚礁进行考察,终于发现了历史时期珊瑚礁白化和大面积死亡的证据。在南沙群岛,他发现珊瑚礁礁坪上分布着一系列大型原生的、死亡的块状滨珊瑚。他通过大量的现场考察和资料分析发现,这种滨珊瑚对高温等极端环境有较强的适应性,能够持续生长数百年不死,其历史上发生的大面积死亡事件是由于极端的气候事件造成的。比如,1998年严重的珊瑚礁白化事件就导致了世界上一些生长历史达700多年的滨珊瑚死亡。在南沙群岛永暑礁和美济礁,他对原生滨珊瑚进行钻探取样,并进行高精度铀系年代测定,结合滨珊瑚的年际骨骼密度特征,确定这些滨珊瑚死亡的年代,发现了近200年来有10多次滨珊瑚死亡事件。他联系南沙群岛低纬度海区的气候特征、珊瑚死亡年代和厄尔尼诺的对应性,对各种珊瑚死亡的原因进行比较,同时根据南沙群岛海区珊瑚礁白化的记录,进一步提出了滨珊瑚死亡的原因是由于厄尔尼诺导致温度升高、并使珊瑚白化致死的观点,从而得出珊瑚礁白化的主要原因是全球气候变暖、海水温度升高,超过珊瑚生长所能适应的温度上限,从而导致珊瑚死亡变白的结论,即珊瑚礁“热白化”。在此基础上,余克服研究员重建了南沙群岛近200年来厄尔尼诺高温导致珊瑚礁白化、死亡的历史记录,这是目前国际上最早关于历史时期珊瑚礁白化研究的报道。此外,余克服研究员带领珊瑚礁研究团队建立了南海珊瑚骨骼的元素和同位素温度计,建立了近4000年来珊瑚礁泻湖的沉积序列,测定了南海400多个样品的高精度铀系年代等,为进一步开展更长历史时期的气候变化与珊瑚礁生态响应研究奠定了坚实的基础。

在研究珊瑚礁“热白化”的同时,余克服研究员还利用反向思维方式探讨低温对珊瑚礁白化的影响。他对过去的珊瑚死亡现象非常留意,选择南海北部雷州半岛7000年前生长的一种独特的角孔珊瑚为研究对象,通过多次野外考察和实验分析,对角孔珊瑚的剖面进行深入研究,同时利用现代高精度的定年技术把角孔珊瑚死亡和恢复的年代准确地测定出来,终于获得了宝贵的证据和新的发现。一是角孔珊瑚剖面分为9层, 各层覆盖度在90%以上, 每层之间的间断面平整。表明生长极好的角孔珊瑚曾遇到过多次突发性的气候事件,导致短时期内大量死亡,但很快又被后来生长的珊瑚所覆盖。他还结合与珊瑚共生的虫黄藻有通过改变基因类型来适应环境变化能力这一特征,推断珊瑚礁对气候变暖有潜在的适应能力和恢复机制,认为珊瑚礁不会因为全球变暖而最终消失。二是该珊瑚礁发育于距今7500~7000年之间,恰好对应全新世高温期的鼎盛期。三是顶部保存完好的珊瑚骨骼为高密度带,表明顶部骨骼形成于冬季低温期。四是通过对珊瑚骨骼元素和同位素分析,表明当时夏季温度与现代相当,而冬季温度则低约2-3ºC,反映当时冬季风强劲。正是在这些证据的基础上,余克服研究员提出中全新世高温期存在高频率、大幅度的气候突然变冷事件;角孔珊瑚正是由于冬季突然出现高强度的低温气候,从而导致大量死亡。结合珊瑚礁白化是由于五彩缤纷的珊瑚失去与之共生的虫黄藻和虫黄藻失去色素而变白这一基本特征,余克服研究员提出了中全新世雷州半岛角孔珊瑚突然大片死亡也是一种珊瑚礁白化现象的观点,并指出这种白化现象是由于低温导致的,是一种与“热白化”相反的“冷白化”现象,从而提出了珊瑚礁“冷白化”的新概念,为现代珊瑚礁白化历史研究提供了新的见解。这一新观点被澳大利亚现代生态学专家在大堡礁的考察所证实。澳大利亚学者于2003年7月发现了现代暖期的冷气候事件导致了澳大利亚大堡礁珊瑚的白化。

发现雷州半岛珊瑚礁“冷白化”现象以后,余克服研究员又进一步对珊瑚礁白化的发展趋势以及白化后如何恢复等课题进行了深入研究,提出了珊瑚礁白化死亡后的恢复一般需要20—25年的观点,为全面认识现代珊瑚礁白化以及珊瑚礁白化后的全面恢复提供了新的科学依据。

余克服研究员在历史时期珊瑚礁白化研究方面的学术贡献, 大大提升了我国珊瑚礁研究的总体水平和国际地位。他的这项研究,不但得到了国家自然科学基金重点项目、科技部重大基础研究专项和国家科技支撑计划的支持,而且获得澳大利亚自然科学基金特别项目的支持。随着珊瑚礁白化研究的进展,对全球珊瑚礁生态建设、生态预防、未来资源潜力预测、实施科学管理、最大限度地减少珊瑚礁白化带来的损失、促进可持续发展将产生重大而深远的影响。




























 
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