建立深水珊瑚海底养殖农场的选址及种植方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于深水珊瑚海底养殖技术领域，公开了一种建立深水珊瑚海底养殖农场的选址及种植方法及装置，建立深水珊瑚海底养殖农场的选址及种植方法包括：根据海底甲烷渗漏区确定种植区；确定目标区是否发育自生碳酸盐岩；根据具体目标区发育的深水珊瑚种属进行选种。本发明专利技术在深水珊瑚生长条件的基础上，通过水珊瑚农场的选址方法和种植方法，优选海底渗漏密度和持续时间较长的地区作为养殖区，能够捕捉海底渗漏的甲烷至深水珊瑚生态系统，从而为深水珊瑚生长提供更加适宜的环境，提高深水珊瑚的覆盖率，加强深水珊瑚的固碳作用以及碳汇功能，促进海底生态系统的修复和繁荣，在全球碳循环以及调节气候变化方面发挥重要作用。

【技术实现步骤摘要】
建立深水珊瑚海底养殖农场的选址及种植方法及装置
本专利技术属于深水珊瑚海底养殖
，尤其涉及一种建立深水珊瑚海底养殖农场的选址及种植方法及装置。
技术介绍
近年来，“温室效应”和“地球升温”成为全世界关注的热门话题，2020年以来的珠峰长草、北极甲烷爆发和南极20度高温再次将“全球气候变暖”推上了更高的热点。而珊瑚礁被誉为“海洋中的热带雨林”、“减缓气候变化的潜在蓝色碳汇”，在全球碳循环中具有重要意义。珊瑚礁区的碳通量主要受有机碳代谢(光合作用、化能合成作用、呼吸作用)和无机碳矿化(碳酸钙的沉淀、溶解)影响，当珊瑚礁共生体自养生长占优势时，表现为碳汇效应，当共生体异养生长占优势时以及“白化”时，表现为碳源效应。由此可见，珊瑚礁生态系统健康时，是大气CO2的净汇，预计每年可固定9亿吨碳。因此，提高珊瑚礁覆盖率具有重要意义，是增强珊瑚礁生态系统碳汇能力的前提，对调节全球气候变化具有重要意义。目前，多数珊瑚礁研究针对的是浅水珊瑚礁，如珊瑚受烃类毒化，产生白化现象等，也是指浅水珊瑚受环境影响，大量排出虫黄藻，造成白化并无法供给用于维持珊瑚基础代谢的自养能量。但针对深水珊瑚及深水珊瑚礁的研究较少，但人们普遍认识到，深水珊瑚的形成需要两个必要条件：一是碳酸盐岩坚硬的基底；二是海水流体中的细菌等微生物提供的食物颗粒作为能量来源。前人研究认为，海底流体渗漏特征与深水珊瑚礁之间存在紧密联系，深水珊瑚的形成通常被认为与海底渗漏的流体以及流体中所富含的有机质相关；由于水合物体系蕴含大量甲烷，且埋藏浅、稳定性差，也有人认为水合物体系对深水珊瑚礁的形成具有建设作用。海底流体渗漏与水合物体系对深水珊瑚生态系统的影响表现在：一方面通过自生碳酸盐岩的形成为深水珊瑚提供坚硬的基底，另一方面通过向水体注入烃类气体作为微生物化能合成作用提供能量来源。另一方面，不少学者认为极地冻土和海域浅部地层中的天然气水合物分解导致的甲烷泄漏可能是影响气候变化的重要因素。在深海环境，天然气水合物稳定区是一个向海增厚的楔状体，地震资料上表现为BSR(天然气水合物稳定区底界的地震标志)随海底深度变浅而变浅，在某一深度与海底相交。BSR与海底相交处即为天然气水合物稳定区向陆一侧分布边界LLGHSZ(LandwardLimitofGasHydrateStabilityZone)。LLGHSZ处于岩石圈与海圈、生物圈的交界处，在地质历史时期，受冰期-间冰期旋回气候变化、地热场改变以及海洋中一系列沉积和构造作用(如地震、火山等)的影响，天然气水合物稳定区(GHSZ)会发生垂向上的迁移，导致LLGHSZ处的天然气水合物解离。同时LLGHSZ位置对海底条件的变化最敏感，易受海底洋流、沉积作用、底辟作用等影响而发生稳定条件的改变，导致天然气水合物的形成和分解。当水合物分解时，LLGHSZ处释放的甲烷气体可能会进入海体、冷泉生态系统，甚至大气中，从而造成一定的环境和气候影响。因此，LLGHSZ处的天然气水合物分解以及海底甲烷渗漏对海圈、生物圈岩石圈以及气候变化具有重要意义。通过建立深海珊瑚养殖农场，能够将海底渗漏的部分甲烷量固定在生态系统，这对全球碳循环，及气候变化都将产生重要影响。具体地，深水珊瑚生活在50-6000m海深，目前已知的深水珊瑚有3300种以上，可以造礁的珊瑚主要有两种-多孔冠珊瑚(Lopheliapertusa)、多眼筛珊瑚(Maderporaoculata)。与浅海珊瑚不同，深水珊瑚不依赖光合作用，它们主要以水中的浮游生物及从浅水层沉降下去的有机质为食，可以生长在缺光或无光的深海环境。烃类气体通常会影响浅水珊瑚赖以生存的光合作用，但深水珊瑚不同，在甲烷通量高的地区，深水珊瑚也可通过甲烷参与的化能合成作用来获取能量。例如，在墨西哥湾，大量的珊瑚礁在油气渗漏点被发现。深水珊瑚的形成需要坚硬的基底和作为食物(能量来源)的丰富的有机质悬浮颗粒这两个条件，因此在营养丰富、地形复杂的海山、峡谷等区广泛发育。海底甲烷渗漏通常与麻坑、泥火山、碳酸盐岩结壳以及化学合成生物群落等相关。化学合成生物群落为深水珊瑚提供生长必要的条件；甲烷泄露和甲烷的厌氧化(AOM)作用(甲烷与海底最上层沉积物中的硫酸盐反应产生溶解的碳酸氢盐)，导致孔隙水碱度的增加，形成的自生碳酸盐岩矿物沉淀物，为深水珊瑚礁的形成提供坚硬的基底。因此大规模的海底甲烷渗漏区是深水珊瑚生长的优选区域，如天然气水合物向陆一侧分布边界处(LLGHSZ：Landwardlimitofgashydratestabilityzone)的海底甲烷通量相对较高。海底甲烷渗漏为深水珊瑚的生长提供必要的条件，而深水珊瑚的生长能将渗漏的甲烷束缚在生物体中，因此深水珊瑚的固碳作用和碳汇效应在全球碳循环和气候变化中都具有重要作用。目前，多数珊瑚礁及其环境意义研究针对的是浅水珊瑚礁，如珊瑚受烃类毒化，产生白化现象等，也是指浅水珊瑚受环境影响，大量排出虫黄藻，造成白化并无法供给用于维持珊瑚基础代谢的自养能量。在全球变暖的背景下，温度升高导致浅水珊瑚大面积“白化”，人类对海洋过度的资源开发、海水酸化、海平面上升等一系列生态问题，都导致了浅水珊瑚生态系统持续退化。因此浅水珊瑚种植被广泛研究，浅水珊瑚移植的成功率在生存必要条件的基础上受底质状况、幼苗的数量和种属、基因多样性等多方面影响。人们提出一系列浅水珊瑚的种植方法，如：绳索和浮球搭建的珊瑚树、种植基石、种植毯、养殖平台以及养殖网等。但针对深水珊瑚及深水珊瑚礁的研究较少。而近年来越来越多的深水珊瑚礁被发现，说明其对全球气候变化和碳循环，一直在发挥着重要作用。因此，有必要研究深水珊瑚的特征、分布，并探索发挥其积极作用的有利措施，如促进深水珊瑚进行海底碳捕集等。目前深水珊瑚因其受人类活动影响程度较浅水珊瑚低，但依然受海底拖曳等影响，对深水珊瑚种植的位置选择、珊瑚种类及种植方法等都缺乏深入研究。综上可知，保护深水珊瑚生态系统，提高深水珊瑚的覆盖面积，能够增强深水珊瑚的固碳效应和作为碳汇的功能，从而在调节全球碳循环以及气候变化中发挥重要作用。通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前，多数珊瑚礁及其环境意义研究针对的是浅水珊瑚礁，如珊瑚受烃类毒化，产生白化现象等。在全球变暖的背景下，温度升高导致浅水珊瑚大面积“白化”，人类对海洋过度的资源开发、海水酸化、海平面上升等一系列生态问题，都导致了浅水珊瑚生态系统持续退化。因此浅水珊瑚种植被广泛研究，浅水珊瑚移植的成功率在生存必要条件的基础上受底质状况、幼苗的数量和种属、基因多样性等多方面影响。人们提出一系列浅水珊瑚的种植方法，如：绳索和浮球搭建的珊瑚树、种植基石、种植毯、养殖平台以及养殖网等。但目前针对深水珊瑚及深水珊瑚礁的研究较少。而近年来越来越多的深水珊瑚礁被发现，说明其对全球气候变化和碳循环，一直在发挥着重要作用。因此，有必要研究深水珊瑚的特征、分布，并探索发挥其积极作用的有利措施，如促进深水珊瑚进行海底碳捕集等。目前深水珊瑚因其受人类活动影响程度较浅水珊瑚低，但依然受海底拖曳等影响，在深海海底建立深水珊瑚养殖农场意义重大，不仅能够获取更本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种建立深水珊瑚海底养殖农场的选址及种植方法，其特征在于，所述建立深水珊瑚海底养殖农场的选址及种植方法包括以下步骤：/n步骤一，根据海底甲烷渗漏区确定种植区；/n步骤二，确定目标区是否发育自生碳酸盐岩；/n步骤三，根据具体目标区发育的深水珊瑚种属进行选种。/n

【技术特征摘要】
1.一种建立深水珊瑚海底养殖农场的选址及种植方法，其特征在于，所述建立深水珊瑚海底养殖农场的选址及种植方法包括以下步骤：
步骤一，根据海底甲烷渗漏区确定种植区；
步骤二，确定目标区是否发育自生碳酸盐岩；
步骤三，根据具体目标区发育的深水珊瑚种属进行选种。


2.如权利要求1所述的建立深水珊瑚海底养殖农场的选址及种植方法，其特征在于，步骤一中，所述海底甲烷渗漏区，包括天然气水合物稳定区向陆分布边界LLGHSZ和沟通深部油气藏和海底的深大断裂的位置；
其中，所述确定海底甲烷渗漏区，包括：
寻找天然气水合物稳定区向陆分布边界LLGHSZ位置，通过对具体工区的天然气水合物体系进行地震解释，识别和追踪BSR，确定BSR与海底的相交位置，即为LLGHSZ位置；若天然气水合物体系的BSR特征不发育，通过数值模拟方法确定LLGHSZ的位置；
寻找沟通深部油气藏和海底的深大断裂的位置，通过地震解释确定深大断裂与海底相交的位置；利用多波束水体数据对研究区的地质资料进行分析，通过整合海底摄像、原位取样、原位测试的三合一系统ROV平台，确定该位置处是否存在海底渗漏特征。


3.如权利要求1所述的建立深水珊瑚海底养殖农场的选址及种植方法，其特征在于，所述建立深水珊瑚海底养殖农场的选址及种植方法，还包括：
(1)根据天然气水合物稳定区向陆分布边界LLGHSZ位置和沟通深部油气藏和海底的深大断裂的位置，确定大量深海环境海底甲烷渗漏活跃的地区；根据海底甲烷渗漏的密度和持续时间，对深水珊瑚农场的选址结果进行排序；
(2)选定海底甲烷渗漏特征活跃的地区作为深水珊瑚种植的有利目标区，开展深水珊瑚种植活动；调研有利目标区附近海底是否发育碳酸盐岩结壳，以及是否存在深水珊瑚；
(3)基于步骤(2)的调查结果，将深水珊瑚种植的有利目标区分为三种类型，类型1为发育有深水珊瑚和碳酸盐岩结壳、类型2为无深水珊瑚但有碳酸盐岩结壳、类型3为无深水珊瑚也无碳酸盐岩结壳；
(4)根据步骤(3)的分类，对类型1的有利目标区进行深水珊瑚种植；
(5)根据步骤(2)确定的碳酸盐岩结壳位置，将适合的珊瑚幼苗移植至海底有利目标区坚硬的碳酸盐岩基底之上；
(6)根据步骤(3)的分类，对于类型2进行区域种植；
(7)根据步骤(2)确定的碳酸盐岩结壳位置，将适合的珊瑚幼苗移植到海底有利目标区已有的碳酸盐岩基底上；
(8)根据步骤(3)的分类，对于类型3的区域种植方法为：通过调研相似环境条件下其他地区发育的深水珊瑚种类，选择对环境适应性良好的珊瑚种类进行培育，利用生物基因多样性提高珊瑚生态系统健康性，人工培育至合适大小时，进行移植；
(9)在海底深水珊瑚有利目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金秀，卢明月，夏萦，齐宁，邓少贵，陈勇，魏周拓，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37