1.本发明属于生物技术应用领域，具体涉及一种适用于退化珊瑚礁碎质基底的大型钙化海藻高效底播方法。
背景技术：
2.海洋生态系统在维持地球能量平衡、物质循环和气候调节方面有着重要的作用，孕育着丰富的物种多样性，也是人类生产生活宝贵的资源库(沈城，2014)。其中，珊瑚礁生态系统是海洋生态系统重要的组成部分之一，同时也是所有海洋生态系统中生物多样性最高的海域，具有非常重要的生态学价值、经济价值和国土战略安全价值等。然而，近年来，由于工农业污染物的无序排放、超容量海水养殖活动、海洋矿产资源的无节制开采、渔业资源捕捞强度的不断增大和人类大型工程的开发等原因，珊瑚礁生态系统已发生严重退化，全球范围内，约20％的珊瑚礁已消失，20％以上的珊瑚礁已严重退化且没有得到有效修复。珊瑚礁生态系统的退化主要表现为珊瑚白化，即由于外在环境胁迫下珊瑚失去共生虫黄藻或者虫黄藻失活而逐渐白化死亡；珊瑚礁生态系统退化的另一个特征是群落生物多样性的降低，主要的生物种群包括砗磲、大型钙化海藻、海草、海参、螺类和鱼类等。
3.大型钙化海藻钙化作用产生的钙化物质是珊瑚礁体构造的主要钙质来源之一，研究表明大型钙化海藻为珊瑚礁体的发育提供钙质沉积物，构成珊瑚体空洞的主要填充物以稳固礁体。在我国南海部分岛礁的蕉坪，沉积物中珊瑚藻的质量分数均大于10％，有些地方甚至高达75％。大型钙化藻分布广泛，能在其生长的礁体上通过假根和组织将钙质和礁体的缝隙或者不同大小的碎片连接起来；藻体死亡后，其脱落的断片在不断地填充珊瑚礁缝隙，利用自身分泌的胶结物将生物残骸、有机质片段连接成一个完整的岩架，增加礁体的抗风浪能力。不同类型钙化藻对珊瑚礁的钙质沉淀起着不同的作用。仙掌藻在大堡礁南部海域中分布广泛，其强壮的假根不仅能在硬质基底上生长，还可以在柔软的砂质基底上将砂质结合在一起，促使珊瑚礁在藻的生长、被破坏、粘结填充和胶结循环过程中不断的发育壮大。壳状珊瑚藻在其生长过程中将不同粒级的碎屑、砂质覆盖并连结成具有强抗浪性的钙化藻团构造，亦可不断的为礁体提供初级生产力。
4.近年来，鉴于大型钙化海藻在珊瑚礁生态系统中的重要作用和珊瑚礁日益退化的现状，关于钙化海藻的繁殖方式和条件已逐渐受到重视。然而，规模化底播和投放的大型钙化海藻对退化珊瑚礁进行修复的研究却鲜有报道。因此，探索一种适用于退化珊瑚礁碎质基底的大型钙化海藻高效底播方法，可以为今后成功底播移植海藻提供理论基础和技术支撑。
技术实现要素：
5.本发明的目的是提供一种适用于退化珊瑚礁碎质基底的大型钙化海藻高效底播方法，以期为退化珊瑚礁生物多样性的有效修复和管理提供理论基础和科技支撑。
6.本发明的适用于退化珊瑚礁碎质基底的大型钙化海藻高效底播方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.将叉节藻和壳状珊瑚藻通过微矩阵藻礁法人工底播移植的方式，定植于退化珊瑚礁待修复海域海底。
8.优选，所述的微矩阵藻礁法为：在退化珊瑚礁海底以2
×
2微矩阵的正方形方式铺设水泥藻礁，每微矩阵相隔距离1.5
–
2.0m；然后用啫喱胶将叉节藻和壳状珊瑚藻固定在水泥藻礁上；每块藻礁上底播密度为3
×
3簇。
9.进一步优选，所述藻礁为水泥板性质，长宽高规格为35cm
×
35cm
×
5cm，每块水泥板的四个角加置4根竖起的钢筋，竖起长度为5cm。
10.优选，所述的大型钙化海藻底播适宜深度为3
–
6m；
11.优选，所述的退化珊瑚礁修复海域海底底质主要以大颗粒砂石、碎珊瑚石为主。
12.本发明通过以下技术方案达到上述目的：
13.(1)本发明筛选在热带珊瑚礁区广泛分布的大型钙化海藻，分别是叉节藻(amphiroa sp.)和壳状珊瑚藻(crustose coralline algae)。
14.(2)所述大型钙化海藻野外原位采集亲本，均通过人工规模化繁育技术获得。
15.(3)所述大型钙化海藻的底播移植采用微矩阵藻礁法；
16.(4)所述底播移植基座有：藻礁为水泥板性质，长宽高规格为35cm
×
35cm
×
5cm，每块水泥板的四个角加置4根竖起的钢筋，竖起长度为5cm，以保证运输和底播时藻礁之间不相互挤压，提高海藻成活率。
17.(5)所述大型钙化海藻主要通过啫喱胶和轧带固着在底播基座上。
18.(6)所述大型钙化海藻底播固着方式需要具体根据海藻的形态学特征进行，具体为用啫喱胶将叉节藻和壳状珊瑚藻固定在藻礁上；
19.(7)所述大型钙化海藻底播移植密度为每块藻礁上底播密度为3
×
3簇；以2
×
2藻礁正方形方式为一个微矩阵单元，每个微矩阵单元相隔距离1.5
–
2.0m。
20.(8)所述大型钙化海藻底播移植适宜深度(海水)为3
–
6m，以保证底播后的海藻可以获得足够光照。
21.(9)所述大型钙化海藻底播移植海底底质以大颗粒砂石、碎珊瑚石为主。
22.(10)所述适用于退化珊瑚礁碎质基底的大型钙化海藻高效底播方法，底播后通过潜水实时记录海藻生长状态，并进行养护，以提高海藻成活率；
23.本发明有益效果归纳如下：
24.(1)修复方法科学：本发明设计的微矩阵藻礁法，可以有效的形成稳定的海藻微环境生态系统，提高海藻成活率，底播所用苗种通过人工繁育方式获得，不损害已有的生态环境。
25.(2)底播方法简捷：本发明的海藻底播方法(微矩阵藻礁法)采用藻体和底播基座直接黏附的方式，有助于海藻假根的形成和皮壳黏附，移植过程简单易操作。
26.(3))修复效果显著：通过微矩阵藻礁法底播叉节藻和壳状珊瑚藻，海藻整体生长状态良好；相较于直接底播海藻方式，海藻成活率由原来的不足50％，提高至78％。
27.(4)应用范围广泛：本发明在大型钙化海藻应用于受损珊瑚礁生态修复、恢复、维持珊瑚礁生态多样性、和海藻床修复等方面具有广泛用途。
28.(5)底播成本低廉：本发明所用的材料，如水泥板、啫喱胶和轧带等，都是常规廉价耗材，可显著降低底播成本。
29.因此，本发明通过在以碎质基底的退化珊瑚礁海域，开展大型钙化海藻种群恢复和重建工作，针对藻体的具体形态学特征和生长习性，灵活采用微矩阵藻礁法底播叉节藻和壳状珊瑚藻，每块藻礁上密度为3
×
3簇；以2
×
2藻礁正方形铺设方式为一个微矩阵单元，每个微矩阵单元相隔距离1.5
–
2.0m，底播移植15天后，通过潜水观察，底播后的大型钙化海藻生长状态良好。本发明提供的大型钙化海藻底播方法可以显著提高海藻的成活率，且底播方法简捷易操作、成本低廉，本发明的广泛应用将有助于退化珊瑚礁生态系统中海藻种群恢复与重建、维护生态系统多样性和稳定性。
具体实施方式：
30.以下通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述。提供的实施例是为了更好地理解本发明，而不应该被解释为限制本发明的目的。
31.在本发明的实施案例中所用到的材料包括：大型钙化海藻，啫喱胶，轧带，250l聚乙烯大白桶若干，光照计((eldonet terrestrial spectro-radiometer，frankfurt，germany)，手持式多参数水质仪(ysi professional plus，yellow springs，oh，usa)，ph计(s220，thermo scientific orion，waltham，ma，usa)，充气装置，造浪泵(200l/h，at-301，atman，china)，充气泵、充气石和遮阳网等。
32.实施例1：
33.1.样品采集与培养
34.为更好地体现大型钙化藻的修复作用，本次实验选取在中国南海珊瑚礁生态系统中分布广泛的大型钙化海藻，叉节藻和壳状珊瑚藻，从南海珊瑚礁区采集，采集深度为3
–
8m，充气培养运输至海南省三亚市中国科学院海南热带海洋生物实验站循环水养殖缸中(300l)培养，海水每2天换一次；通过添加植物激素(吲哚乙酸和萘乙酸)方式提高大型钙化海藻的生长速率和钙化速率，以实现海藻的规模话培育，为后续的海藻底播提供了充足的苗种来源；培养条件盐度33
–
34psu，水温26
–
28℃，ph为8.1
–
8.3，光照条件为12l：12d、80μmol photons m-2
s-1
，养殖缸中加置造浪泵，模拟洋流，有利于提高海藻的成活率。
35.2.底播基座的选择
36.本次大型钙化海藻的底播基座主要有：(1)藻礁为水泥板性质，长宽高规格为35cm
×
35cm
×
5cm，共计48座，每块水泥板的四个角加置4根竖起的钢筋，竖起长度为5cm，以保证运输和底播时藻礁之间不相互挤压，提高海藻成活率。
37.3.生态修复海域的水环境监测
38.水质监测和样品均按《海洋监测规范》规定的方法采集、处理和保存。在每个调查站位应用niskin采水器分层采集水样，每层采集3个水样作为重复，迅速导入500ml磨口玻璃瓶中，用0.45μm醋酸纤维滤膜过滤250ml水样后冷冻保存带回实验室。现场应用ysi多参数水质分析仪测定ph值；用ctd测量海水的温度和浊度；应用碘量法测定溶解氧(do)含量(gb17378.4-2007)。采用荷兰skalar水质分析仪测定磷酸盐(po
4-p)、硝氮(no
3-n)、亚硝氮(no
2-n)和氨氮(nh
4-n)，本文以no
3-n、no
2-n和nh
4-n之和作为溶解无机氮(din)，以po
4-p作为溶解无机磷(dip)。
39.4.大型钙化海藻的底播移植
40.4.1微矩阵藻礁法
41.利用啫喱胶将叉节藻和壳状珊瑚藻黏附在水泥板藻礁上，藻体密度为3
×
3簇；藻礁通过以2
×
2正方形铺设方式形成一个微矩阵单元，共计12个微矩阵单元，每个微矩阵单元相隔距离1.5
–
2.0m；移植2周后，通过潜水观察，叉节藻和壳状珊瑚藻生长状态良好，无明显白化死亡现象，成活率为78％。
42.微矩阵单元相比于随机铺设水泥板藻礁的形式(如本发明人的在先申请201911231994.7，发明名称：一种基于大型钙化海藻的退化珊瑚礁生物)，可以提高海藻的成活率。