科学家揭示珊瑚的高温驯化适应机制 让“适者生存”加速上演，为珊瑚提供应对气候变化路径******
科学研究正在为珊瑚寻找应对气候变化的新路径。尽管科研人员在不遗余力地设法保护珊瑚，但是导致珊瑚种群生存困难的根本问题在于当前气候变化速度过快。解决根源问题，即降低碳排放，避免气候变化速度过快，才能更好地保护珊瑚。
——江雷 中国科学院南海海洋研究所助理研究员
◎本报记者 何 亮
珊瑚作为一种海洋生物，因其缤纷的色彩、特殊的生存方式而受到人们的关注。珊瑚对生存环境的变化较为敏感、对生存环境的要求较为苛刻，气候变化影响下的水温升高会导致大量珊瑚白化死亡。
近日，生态学期刊《分子生态学》在线发表了由中国科学院南海海洋研究所黄晖团队领衔完成的论文，揭示了珊瑚应对气候变暖的驯化适应及其生理和分子机制。论文共同第一作者、中国科学院南海海洋研究所助理研究员江雷在接受科技日报记者采访时表示：“这项研究有助于我们正确认识珊瑚对海水升温的适应潜力，为人类保护珊瑚礁提供了正面、积极的启示。”
孵幼型珊瑚，礁体上的“拓荒者”
长期以来，珊瑚除了因为五彩斑斓的色彩而备受人们关注，关于它还有一个问题常常令人困惑——珊瑚究竟是动物，还是植物？
事实上，珊瑚是动物，是一种较低等的刺胞动物。珊瑚之所以色彩斑斓，是因为其体内生活着一种微小的藻类——虫黄藻。虫黄藻可以通过光合作用为珊瑚提供能量，保证珊瑚的生存。如果珊瑚失去虫黄藻，就会饿肚子，最终因没有能量来源而饿死。
珊瑚与虫黄藻复杂的共生关系，不仅关乎珊瑚的生存，也是科研人员研究的重点。此次研究中，黄晖研究团队主要研究的珊瑚种类是孵幼型鹿角杯形珊瑚。
“孵幼型鹿角杯形珊瑚比较特殊，是‘先锋物种’，这也是我们选择孵幼型鹿角杯形珊瑚作为研究对象的一个原因。当一个生态系统受到破坏或者干扰的时候，‘先锋物种’是最早出现的一类生物。‘先锋物种’就像‘拓荒者’一样，率先开启了生态演替和重塑生物群落的旅程。”江雷表示，“因为发育快，繁殖能力强等原因，一旦有新的合适生存环境出现，孵幼型鹿角杯形珊瑚的幼虫会最先长到礁体上开拓生存环境，并对礁体进行相应改造。之后才会有其他的生物相继进驻这一生存环境。”
选择孵幼型鹿角杯形珊瑚作为研究对象，另一个重要的原因是其对环境的适应类型。江雷介绍，在自然界，生物对环境的适应有两种不同类型：一种类型称作表型可塑性适应，即生物的生理过程是弹性可变的，生物通过调整机能适应环境变化；另一种类型称作进化适应(又称遗传适应)，即生物在许多世代中由自然选择进行演化、筛选，最终完成对环境变化的适应。
“我们选择表型可塑性适应来进行研究，是因为对这种适应类型的研究时间周期较短，容易捕获研究结果，显现成果差异。”江雷表示。孵幼型鹿角杯形珊瑚的繁殖方式是体内受精，幼体在母体内发育，发育成为幼虫之后，再由母体排出体外。孵幼型鹿角杯形珊瑚排放出来的幼虫发育周期在1个月左右，是卵生型珊瑚的十分之一。
开展对比实验，揭示生理调节机制
在中科院南海海洋研究所的实验室里，一排排灯光格外显眼。光线照射下，颜色各异的珊瑚生活在人工营造的生态系统里。江雷等科研人员对孵幼型鹿角杯形珊瑚的驯化实验也正是在这里进行。
“在野外，珊瑚生存的正常水温是29摄氏度。我们通过温控系统，将珊瑚缸中的水温以每天约0.5摄氏度的速度进行提升。大约一个星期后，珊瑚缸中的水温会升至32摄氏度，并保持此温度。此次研究中的孵幼型鹿角杯形珊瑚幼虫，正是在上述高温环境中完成在母体珊瑚体内的发育和出生。”江雷说。
在长达1个月的研究中，科研人员观察到了很多现象。经过高温驯化后，孵幼型鹿角杯形珊瑚母体的代谢受到了不利影响，不仅光合作用降低，还发生了白化现象。可是，驯化组子代幼虫的表现却不一样，与对照组子代幼虫相比，经过高温驯化的子代幼虫能适应更高的水温，其最适生存温度有了明显提升，对高温的适应性得到了增强。江雷表示：“这说明，仅仅一个月的驯化就对子代幼虫的表型产生了较为明显的影响。”
仅凭一组数据，尚不足以得出定论。接下来，科研人员又进行了交叉移植实验。科研人员分别将经历了驯化组的幼虫和对照组的幼虫置于对照温度与高温环境。对比的结果与此前的结论较好地吻合，证明珊瑚母体的热驯化缓解了高温对子代幼虫的不利影响。
“上述现象背后，是珊瑚幼虫生理状态的调整。”江雷表示，在驯化之后，幼虫的虫黄藻的光合活性与光合速率得到了提高。幼虫的虫黄藻变得更强大，对高温的适应能力也更好。与此同时，幼虫的呼吸消耗降低了。这就意味着，幼虫能在获得更多营养物质的同时，支出更少的能量消耗。
“这一生理调节机制对珊瑚幼虫来说，可谓是大有裨益。”江雷表示，处于浮游阶段的幼虫，能量物质的补充全部依赖于虫黄藻的光合作用。如果生产得多且消耗得少，幼虫的能量储备就会更加充足，也会利于其生存。
此次研究中，科研人员还发现，驯化后的珊瑚幼虫中负责从虫黄藻转移脂类、糖类和氨基酸等营养物质的宿主转运蛋白基因表达也发生了显著上调，与此前发现的相关生理机制相符。
发挥科技力量，提供更多拯救路径
在气候变化影响导致水温升高、威胁珊瑚种群生存的当下，我们能否利用科技找到更多拯救珊瑚种群的路径？
“在气候变化越发明显的当下，每一次海洋热浪事件都相当于对珊瑚的一次驯化。”江雷表示，在未来，野外环境中的驯化事件及其引发的适应效应将会越来越多。
在我国，珊瑚修复工作正在如火如荼地展开。借助中国南海相对于其他珊瑚生活海域位置偏北的地理位置优势，我国科研人员在三亚、西沙等潮间带浅水区的极端生境中寻找能够存活下来的珊瑚，并将它们移植到实验室进行选育扩繁，最终把这些珊瑚再次回植到天然的生境中。
“此次研究的孵幼型鹿角杯形珊瑚，也来自生境恶劣的潮间带。”江雷表示，在海底种珊瑚与在陆地上植树造林有一定的相似之处，却比在陆地上植树造林辛苦得多。科研人员要背着数十斤重的装备在水底打桩固定，水下失重的环境也让工作难度大大提升。
此次研究的论文通讯作者、中国科学院南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室研究员黄晖介绍，截至目前，南海海洋研究所共建设了40亩苗圃，一年可产出约7万株珊瑚苗；还建设了300亩的修复区，扭转了实验依靠野外采苗的现状。目前，科研人员播种到海床的珊瑚苗均出自人工培育。
“尽管科研人员在不遗余力地设法保护珊瑚，但是导致珊瑚种群生存困难的根本问题在于当前气候变化速度过快。”江雷表示，科学研究正在为珊瑚寻找应对气候变化的新路径，而解决根源问题，即降低碳排放，避免气候变化速度过快，才能更好地保护珊瑚。
更多国际大港在中国涌现 助力“中国制造”出海远行******
更多国际大港在中国涌现
傍晚时分，宁波舟山港灯火通明，巨轮停靠岸边，汽笛声阵阵，正在进行集装箱卸载作业。岸上，智能集卡装载着各色集装箱在巨大的桥吊下往返穿梭。
近期，全国多地港口陆续公布2022年成绩单：宁波舟山港年货物吞吐量连续14年世界第一，上海洋山港集装箱吞吐量连续13年世界第一，深圳港集装箱吞吐量连续10年位居世界前4，青岛港集装箱量跃居世界第5……
吞吐量增长背后，是各个港口转型发展步伐的加快。作为外贸货物进出口集散地，自动化、智能化、绿色化的新型国际大港正在助力外贸稳健前行。
多个港口实现“开门红”
——上海洋山港、宁波舟山港、深圳港、青岛港集装箱吞吐量位居全球前五，延续2022年的好成绩
1月10日上午，宁波舟山港穿山港区3740米的岸线前，2艘20万吨级的集装箱巨轮“地中海佐伊”和“美莉马士基”在拖轮的协助下缓缓靠泊。后续它们将合计完成超1万个集装箱的装卸作业。当天，穿山港区集装箱码头11个泊位同时作业船舶数达10艘，排满了整个码头岸线。
今年以来，穿山港区集装箱码头平均每日集装箱吞吐量达3.3万标准箱。近年，宁波舟山港年集装箱吞吐量实现了连续增长。2022年，宁波舟山港完成集装箱吞吐量超3335万标准箱，同比增长7.31%，居全球第三。自2018年以来，宁波舟山港年集装箱吞吐量一直保持着全国第二、全球第三的排名；同时，年货物吞吐量连续14年位居世界第一。
往北300多公里的上海洋山港也是一派繁忙。两节期间，港区集中力量昼夜奋战，装卸了多艘轮船。
洋山港是上海国际航运中心的重要组成部分，对整个上海港集装箱的吞吐量贡献率超50%。2022年，上海港集装箱吞吐量突破4730万标准箱大关，连续13年蝉联全球第一。此前，上港集团2022年9月8日和11日昼夜集装箱吞吐量连续突破16万和17万标准箱大关，创下170173标准箱的昼夜集装箱吞吐量新纪录，并接连刷新单工班集装箱吞吐量、单船集装箱作业量、单码头昼夜集装箱吞吐量等多项纪录。
进入新年，全国多个港口实现“开门红”，延续了2022年的亮眼成绩——
山东港口东营港开年以来完成货物吞吐量170万吨，稳中有升。春节期间各码头企业将正常运营，保证货物运输畅通。2022年东营港完成货物吞吐量6324万吨，连续3年完成6000万吨以上，持续增长。2022年，青岛港集装箱吞吐量跃居世界第五，日照港、烟台港集装箱吞吐量也分别实现了5亿吨和4亿吨的历史性跨越。
深圳市交通运输局数据显示，截至2022年12月31日，深圳港集装箱累计吞吐量达到3003.56万标箱，同比增长4.39%，首次突破3000万标箱大关，创历史新高。这是继上海、新加坡、宁波舟山港后，全球第四个年集装箱吞吐量突破3000万标箱的港口，标志着深圳港集装箱吞吐量连续10年位居全球前四。
2022年12月28日，交通运输部水运科学研究院与中国经济信息社联合发布《世界一流港口综合评价报告(2022)》显示，中国港口凭借领先的吞吐量规模、集约高效的岸线利用水平、辐射全球的航线网络等优势占据了世界一流港口的较多席位。其中，上海港处于世界一流港口领先水平，宁波舟山港、深圳港、青岛港、香港港位于世界一流港口前列。
交通运输部水运科学研究院院长费维军表示，受新冠疫情影响，国际集装箱枢纽港出现不同程度拥堵，港口作为全球物流枢纽的地位更加凸显。相比之下，中国港口始终保持高效运转，展现出强大服务韧性，为国际物流供应链畅通稳定作出了重要贡献。
科技助力港口转型升级
——自动化、智慧化、绿色化成为港口建设新趋势，推动港口生产降本增效提质
上海洋山深水港区四期自动化码头，红白相间的巨型桥吊林立，26台桥吊、121台轨道吊运转自如，139台无人驾驶的自动导引车来回穿梭……偌大的码头几乎“空无一人”。
洋山四期是全球单体规模最大也是综合智能化程度最高的码头之一。与传统码头相比，自动化码头效率提高了30%。开港运行近5年来，洋山“无人码头”规模不断扩大，作业能级显著提升，昼夜集装箱吞吐量突破2.6万标准箱。智慧高效、绿色低碳的洋山港正助力上海国际航运中心在全球扮演更为重要的角色。
在集装箱量屡攀新高的同时，中国港口在智能化、绿色化方面不断迈出新步伐，让科技与港口建设深度融合，推动港口生产降本增效提质。
走进宁波舟山港梅山港区，繁忙的码头生产景象在眼前展现。在“港口智慧大脑”的统一调度下，各生产作业环节紧密相扣，远控桥吊、远控龙门吊、智能集卡作业衔接有条不紊。
“过去，我得坐在20多米高的龙门吊上，拼眼力、凭手感把集装箱精准地吊上集卡车；现在只要‘躲’在数公里开外的室内就能操控吊机，告别了风吹日晒的作业环境。”陆永杰在梅山港区工作了9年，他是港口智慧化的受益者之一。随着大型设备逐步远程化、智能化作业，各类前沿技术的上线应用以及对人员行为的大数据分析，目前宁波舟山港梅山港区自动化率已超五成，整条作业链的运作效率提升了15%以上。
腾讯智慧交通副总裁李学朝向本报记者介绍：“以前，每个集装箱进出码头时需要检查变形、残损等一系列问题。但集装箱体积大、盲区多，而市面上的验箱系统利用普通成像技术很难检测出细微形变，需要大量人工进行核验，导致闸口经常排长队，制约了码头吞吐量。”腾讯与中国外运股份有限公司合作打造了“智能闸口”，借助优图实验室的高精度识别技术，可以全天候、自动识别箱体状况，残损识别准确率超过95%。过闸速度从180秒缩减到60秒以内，节省了人力，也减少了漏检。
除了自动化、智慧化，绿色低碳也是近年来港口建设重点。
船舶排放是防治大气污染的领域之一，船舶靠港期间使用岸电，可有效减少硫氧化物、氮氧化物、颗粒物等大气污染物，是最有效的减排方式。宁波舟山港集团有关负责人介绍，2021年11月20日，集团自主投建的高压岸电系统首次为集团自有集装箱船舶接电。截至目前，集团已建成高压岸电25套、低压岸电243套，沿海五类专业码头岸电覆盖率达80%以上，其中宁波舟山港域所辖集装箱码头和干散货码头实现岸电全覆盖。同时，集团大力推动岸电使用，宁波舟山港域自有港作船舶全部使用岸电，拖轮年用电量近140万千瓦时，减少碳排放量超900吨。
助力“中国制造”出海远行
——港口海关推出助企举措，保障供港物资运输，为稳外贸提供有力支撑
去年以来，外部需求增加，为中国外贸保持稳定提供了支撑。海关总署数据显示，2022年中国货物贸易进出口总额42.07万亿元，同比增长7.7%。
然而，受多重因素影响，全年航运价格波动频繁，海运效率降低，中国外贸企业出口面临不小挑战。
为助企纾困，多地港口、海关推出一系列降本增效举措，畅通海运物流。
在浙江义乌铁路口岸海关大厅“海铁联运”班列服务窗口，宁波港国际物流有限公司义乌海铁联运平台负责人张凡通过“第六港区联网平台”，不到10分钟就在线办理了一票海铁联运转关业务。海关通过这一平台对从义乌港出发、经宁波舟山港出口的货物进行自动匹配放行，并将货物放行信息实时传输至宁波舟山港生产作业系统，方便企业办理预放行、预配载等口岸港务手续，享受出口货物“转关如转港”的便利。
在深圳，海关联合交通、海事等相关部门，引导码头公司、船公司加强运力组织，推广“云堆存、云提柜”模式，提高集装箱周转效率。2022年，深圳港增开国际班轮航线4条，累计国际班轮航线达295条。
目前，投资10亿元的东营港10万吨级集装箱项目已开工，投资12亿元的10万吨级通用泊位立项已完成。项目建成后可打通海铁联运大通道，通过黄大铁路、德大铁路、东营港疏港铁路完成西煤南运、进口非金属矿石和金属矿石西运，大大提升港口吞吐量。
中国新能源汽车近年来在海外大受欢迎。旺盛的出口需求考验着物流供应链的支撑能力。依托齐全的配套设施及良好的增值服务，宁波舟山港梅山港区梅西滚装码头主动与国内新能源汽车主机厂和外贸船公司建立合作关系。“2022年，码头共计完成39艘次的外贸滚装船舶作业，外贸作业量超8万辆，同比大幅增加。”宁波梅东集装箱码头有限公司副总经理韩冬说。
港阔水深，船来货往，多个东方大港作为全球贸易的关键支点，助力外贸腾飞。
不少外贸企业主表示，今年以来，外贸出口势头强劲，海外需求旺盛为海运市场带来强力支撑，货运代理量呈现明显增长。
徐佩玉
