在我们讨论珊瑚需要什么样的光之前,让我们先了解一下它们。

首先,应该清楚珊瑚是动物还是植物。我们经常看到珊瑚生活在海底,有海草等,并将珊瑚误认为植物。事实上,珊瑚是海洋中较低级别的动物,而Coelenterata珊瑚蠕虫Anthozoa是最大的肠门,有7000多种,都是海鲜。珊瑚分为八个珊瑚亚纲和六个珊瑚亚纲。根据水獭的骨量和大小,珊瑚一般分为几种类型,如大息肉硬化,LPS,小息肉硬化,软珊瑚和海葵。
那么珊瑚吃什么呢?一种是通过触手,纤毛和粘液捕食浮游生物和有机碎片,另一种是为珊瑚共生藻类提供营养来源,这种藻类估计每毫米3毫米珊瑚组织有30,000种藻类,与珊瑚共存。大多数藻类是自生生物,为宿主提供易位还原碳化物,如葡萄糖、甘油、氨基酸等光合作用产物。藻类可以提供高达90%的珊瑚礁能源需求。作为回报,珊瑚提供保护,住所,营养物质(主要是含有氮和磷的废物)以及用于光合作用的二氧化碳的持续供应。珊瑚生活在深水水域,因为海底光线很弱,体内没有共生藻类,主要是以第一种方式捕食。大多数生活在浅水区的珊瑚都以两种捕食方式存在。
现在我们知道为什么珊瑚需要光,因为它们体内的共生藻类需要光合作用。珊瑚通常生长在不超过20米的深度。其实,深度本身并不是决定性因素,而是主要由藻类的辐射能量和光照需求决定的,相比表面,辐射能量的深度大大降低,藻类的珊瑚共生通常在4m-5m处最大。早期的研究人员认为,黄藻属于一个物种,并且已经发现它是许多物种的多样化群体,其中可能有数百种。目前,黄藻分为A-G 7群,其中A系列和B群主要存在于浅水珊瑚(高辐射区),C群主要存在于深水珊瑚(低辐射区)。
水面(浅蓝色),深5米(蓝色),深15米(深蓝色)
上图显示了不同深度的光谱分布与波长的关系,从中我们可以看到,在5米的深度,600nm以上波长以上的光有一定比例,当它达到15米时,它几乎消失了。
下表是斐济三个月的统计数据,换算成数据,我们可以得到不同深度的可见光功率分布范围。
在5m以上、520nm以上仍具有较高的辐射能力,上述与珊瑚共生的昆虫黄藻数量通常最深4m-5m,说明一些昆虫黄藻光合作用可以利用这些光,如A系列黄藻组和B组;在15 m的深度,480nm以下的光衰减不大,而520nm以上的光衰剧烈,我认为一些蚜虫黄藻可以在没有520nm以上的光照的情况下正常存活。例如,C族昆虫为黄藻。
上图显示了一类昆虫黄藻的光吸收图,我们可以看到紫蓝光吸收最多,在660-680nm的红光附近有明显的峰值。
400-480nm波段的光对于黄疸的光合作用至关重要,珊瑚在400-440 nm范围内接收52-55W / m2光,在斐济的自然环境中接收440-480 nm范围内的60-64W / m2光。
斐济的平均太阳总辐射量为413 W / m2,而我们的南沙群岛平均值为220W / m2。太阳辐射总量因地区而异,不同珊瑚可以接收的最大太阳辐射量也不尽相同。文章《珊瑚礁水光》的作者指出,波长在400-440 nm范围内的合理最大辐射强度约为45W/m2,而440-480 nm范围为40W/m2。
从之前的分析来看,我认为生活在深水中的珊瑚可以完全靠400-480nm波段的光生活,而珊瑚灯的辐射总量不超过60W/m2 光在00-480nm波段,如果再增加660-680nm波段的红光可以使珊瑚活得更好,珊瑚灯的辐射总量不超过90W/m2是合适的。
我的材料主要来自徐克甫的《珊瑚礁科学导论》和德米特里·卡彭科的《瓦赫·加纳佩提扬的珊瑚礁水族馆之光》。