- 通过改变幼珊瑚生长的海水量和磷酸盐浓度来计算骨骼形成量
- 发现不仅磷酸盐浓度，而且负载量（浓度x流量）都会影响骨架形成
- 关于珊瑚保护废水处理等措施的新知识
磷酸盐径流通过河流和地下水如何抑制珊瑚骨骼形成的示意图。
*这是对原始论文中的数字的引用或修改。
米乐m6官方网站（以下简称“AIST”）地圈资源环境研究部研究员饭岛真理子、地质信息研究部首席研究员井口亮、课题组组长铃木淳、北里大学讲师安本刚、琉球大学安本淳助理教授（全球环境研究所共同研究员）及其同事进行了培育幼珊瑚的实验并观察它们的骨骼以确定磷酸盐的浓度和珊瑚的生长。骨架形成之间的关系已得到澄清。
近年来，由于海水温度上升和沿海开发等多种因素，珊瑚的减少已成为一个问题，其中原因之一就是陆地供给的养分过多的影响。在营养物质中，磷酸盐仅在珊瑚生长的区域以约 05 µM 或更低的低浓度检测到，人们认为磷酸盐通过促进浮游植物的生长对珊瑚产生二次影响，但没有直接影响。近年来，人们发现磷酸盐通过吸附在珊瑚骨骼表面来抑制骨骼形成，并且这种效果在磷酸盐浓度为5μM或更高时可见。然而，在饲养实验中，影响珊瑚骨骼形成的磷酸盐浓度约为5 µM，与环境中的实际浓度相差甚远，因此无法证实磷酸盐对珊瑚的直接影响。此外，不是海水中磷酸盐的浓度，负载量影响珊瑚骨骼形成尚未得到证实。
这次，我们通过改变海水中磷酸盐的浓度和饲养海水的量，对幼珊瑚进行了饲养实验，对骨骼进行了观察和称重，并计算了骨骼形成的数量。结果发现，不仅磷酸盐浓度增加，饲养海水量也增加，骨架形成量减少。即使在磷酸盐浓度较低的海域，高流速也可能对珊瑚生长产生负面影响，这表明这可能会导致珊瑚保护工作。陆地荷载的对策。
该技术的详细信息将于 2024 年 12 月 17 日公布。海洋污染公告
珊瑚礁培育了丰富的生态系统，并为鱼类和其他水下生物提供了多种好处，包括食物和住所（图 1）。近年来，由于海洋酸化和珊瑚大规模白化，珊瑚数量减少已成为一个问题，但其原因尚未阐明，保护珊瑚的措施也没有进展。珊瑚主要生活在亚热带和热带的贫营养水域，来自陆地供给的过多养分被认为是珊瑚衰退的原因之一。如果我们能够评估即使珊瑚从陆地流向海洋也不会影响珊瑚的营养量，我们将能够制定具体的珊瑚保护措施，例如废水法规。在营养物质中，珊瑚生长的水域中磷酸盐的浓度极低，约为05μM以下，其对珊瑚骨骼形成的影响不被认为是问题。
图1 冲绳县珊瑚礁（2024 年拍摄）。
AIST、北里大学、琉球大学和全球环境研究所通过珊瑚饲养实验和骨骼分析，研究了从陆地带来的磷酸盐等营养物质对珊瑚骨骼形成的影响，发现从陆地流出的磷酸盐被吸附并洗脱到钙质沙中，抑制了珊瑚骨骼的形成。2021 年 3 月 17 日 AIST 新闻稿）。近年来发现海水中的磷酸盐通过珊瑚的细胞间隙到达细胞外钙化液并吸附到骨骼表面，抑制骨骼形成，这表明不仅海水中的磷酸盐浓度，磷酸盐负载量也可能影响珊瑚骨骼的形成。然而，在珊瑚饲养实验中，使用的海水含有高浓度磷酸盐，约为5μM，与实际环境不同，磷酸盐负载对骨骼形成的影响尚未得到验证。
这项研究和开发得到了日本学术振兴会 (JSPS) 环境研究补助金 (JPMEERF20194007) 和日本学术振兴会 (JSPS) (JP18K19237、JP1 由 AIST 环境友好型工业技术研究实验室 (E-code) 支持) 的支持。我也在研究珊瑚礁资源的保护岛屿，重点关注水循环LINKAGE 项目（全球环境研究所）的一部分。
使用琉球群岛广泛分布的代表性珊瑚之一鹿角珊瑚，通过改变海水量（负荷量：浓度 x 流量），在含有磷酸盐的海水中培育幼珊瑚。首先，为了研究磷酸盐浓度恒定时磷酸盐负载量变化对骨架形成的影响，磷酸盐（磷酸氢二钠；Na2HPO4)的05mL、25mL、300mL海水中培养约5个月，每天换水为相同浓度和体积的海水。清洗和干燥后，使用微量天平测量珊瑚骨骼的重量，并使用立体显微镜和扫描电子显微镜（SEM）观察骨骼。结果，我们发现，即使磷酸盐浓度保持不变，幼珊瑚的骨骼形成量也会随着用于饲养的海水量的增加而减少（图2）。
图 2 海水中的磷酸盐 (Na2HPO4) 后饲养约 5 个月的幼年鹿角珊瑚虫骨骼的 SEM 图像。
*这是对原始论文中的数字的引用或修改。
接下来，为了研究低磷酸盐浓度的影响，我们研究了浓度为 05 µM、10 µM 和 2 µM 的磷酸盐 (Na) 的影响。2HPO4)的900mL海水中培育约1个月，每天换水为相同浓度和量的海水。通过与上述实验类似的测量和观察，我们发现在磷酸盐浓度为 05 µM 的条件下饲养的幼珊瑚的骨骼形成明显受到抑制（图 3）。
当海水量增加时，构成珊瑚骨骼的钙的量增加，但磷酸盐的量也增加，并且大量吸附在珊瑚骨骼的表面，抑制骨骼的形成。在以往的育种实验中，有很多报道称磷酸盐浓度在5μM左右时骨骼形成受到影响，但这被认为是因为没有考虑磷酸盐的负载量（图4）。
图 3 海水中的磷酸盐 (Na2HPO4) 后饲养约 1 个月的幼年鹿角珊瑚虫骨骼的 SEM 图像。
*这是对原始论文中的数字的引用或修改。
图 4 磷酸盐负荷变化对珊瑚的影响示意图。如果流速高，即使低浓度的磷酸盐也会抑制珊瑚骨骼的形成。
*这是对原始论文中的数字的引用或修改。
未来，我们将计算对珊瑚产生负面影响的磷酸盐负荷量阈值，以抵消从陆地流向海洋的陆地负荷。我们还将考虑与琉球大学合作开发的高精度地下水水循环模型，并提出考虑陆地和海域的珊瑚礁保护措施建议。
已出版的杂志：海洋污染公告
论文标题：环境中总磷酸盐负荷对珊瑚幼体骨骼形成的不利影响
作者：Mariko Iijima、Ko Yasumoto、Jun Yasumoto、Akira Iguchi、Mina Yasumoto-Hirose、Kanami Mori-Yasumoto、Nanami Mizusawa、Mitsuru Jimbo、Kazuhiko Sakai、Atsushi Suzuki、Shugo Watabe
DOI：101016/jmarpolbul2024117395