珊瑚很早就被人類用作裝飾品和珠寶,或養殖珊瑚用以觀賞,原本都採集自野外的天然珊瑚礁。但近五十餘年來,由於人類的不當行為與過度活動,造成海洋生態的破壞和汙染,加上氣候變遷的衝擊,尤其是海洋異常暖化,導致珊瑚大量白化,甚至死亡,全球珊瑚礁快速衰退和減少。因此,從野外取得活珊瑚愈益困難,相關管制也日趨嚴格。
另一方面,珊瑚在受損珊瑚礁的生態修復、觀賞水族貿易、海洋藥物與保養化妝品、展示教育、生物醫學材料等產業的需求日益增加,促使公私水族館、研究機構、大學、水族愛好者和玩家積極投入珊瑚繁養殖的研究與技術開發,近二十餘年來愈益受到國際廣泛重視,規模快速成長,成為新興的水產養殖物種,人工培育珊瑚替代野外採集的比率也逐漸增加。
珊瑚培育,原地養殖與異地養殖
珊瑚的養殖可依地點分為原地和異地養殖。原地養殖通常是在鄰近天然珊瑚礁的礁區、潟湖、淺海養殖池或港口內直接進行,利用天然的海水、海流、生物和陽光,因此成本低,維護容易。然而,如果周邊環境沒有良好的管理,就容易受到人為的汙染和破壞影響,或因疾病與天敵爆發造成損失。此外,近年氣候變遷造成海水異常暖化,珊瑚大量白化死亡,以及颱風引發強勁風浪,造成沿海礁區摧毀破壞的事件頻繁發生。因此,必須慎重評估和選擇可能發生意外風險低的地點,並有緊急應變計畫。
異地養殖則是在陸地的養殖場、水族館或水族缸中進行,必須藉由許多人為設施與器材建立適當圈養環境,以提供合適的條件,如海水水質、水流、溫度、光照等,其成本高,維護需花費人力與時間,但能夠穩定生產較高品質的珊瑚。如果養殖地點容易取得品質良好的海水,通常使用流水式或半封閉式養殖,否則可選擇封閉式或再循環式的養殖,才能夠完全控制環境與水質狀況。
養殖珊瑚關鍵,水質調控
過去珊瑚養殖主要是使用天然海水,近年合成海水品質提高,配製方便,價格降低。許多生醫藥妝、科學研究和高價觀賞水族對培育珊瑚的水質要求高,如無毒、無汙染、無病原、特定元素的成分或比例等。加上天然海水品質不易掌控,水源或運送過程易受汙染,位居內陸購買不便,且一次須購買和儲存很多水量,因此使用合成海水的情況逐漸提高。調配合成海水必須使用逆滲透水或去離子水,以免受自來水中含量較高的營養鹽影響。
海水水質的控制和維持是養殖珊瑚的關鍵。維持調控水質的方法和器材相當多,如作為生物反應器的活岩石或活沙,利用其菌相分解營養鹽,並提供多樣的棲地和生物多樣性;蛋白除沫器以泡沫吸附有機物並帶出水體,因而降低營養鹽累積;鈣反應器以二氧化碳溶解碳酸鈣而補充鈣;部分更換海水以補充和提升原來元素的成分與濃度;添加逆滲透水或去離子水以補充蒸發的淡水,維持適當鹽度;利用冷卻機和加熱棒控制水溫等,可依養殖環境、珊瑚種類特性與缸體設計主題而組合。
珊瑚生長,光照大有關
在器材方面,具有節能、光譜可調控等優點的LED燈逐漸替代傳統的金屬鹵素燈和T5螢光燈。須注意燈光強度因燈管老化而逐漸減弱,導致光度不足,珊瑚逐漸衰弱,是養殖珊瑚容易忽略而常發生的狀況,應定期測量或更新燈管。
水流,帶來營養帶走廢物
水流為珊瑚帶來食物和營養顆粒,帶走分泌與排泄的廢物,清除累積在珊瑚體表的沉積物,以及促進水體交換使物質均勻分布,是決定養殖珊瑚好壞的另一項重要物理因素。水流速率也影響軟珊瑚產生代謝產物的濃度,對養殖藥妝用軟珊瑚相當重要,新式幫浦和馬達已可模擬製造各種海流和波浪的運動模式。
珊瑚養殖新趨勢,模擬環境、餵食與繁殖
另一個趨勢是注重餵食的好處。雖然珊瑚可經由共生藻獲得大部分的能量,然而許多必需的胺基酸和營養仍仰賴食物取得,且餵食豐年蝦或輪蟲等能夠促進珊瑚體質強化、生長快速。在環境不適宜時,珊瑚也會有較佳的抵抗力和恢復力。不過,餵食過多造成餌料殘餘易使水質惡化、藻類爆發,或可把珊瑚的養殖與餵食分開在不同水缸中進行,是一較安全又提升餵食效率的方式。
珊瑚養得健康與生長快速,便能夠利用其旺盛的無性生殖能力繁殖,這已廣泛發展與應用,成效良好。一般是把珊瑚以剪刀剪成小分支或片段,以水族用的黏著劑固定在基座上,或直接以尼龍釣魚線綁住;軟珊瑚則用橡皮筋或線材束縛在基座上,等待其自行固著;把珊瑚懸掛在水體中或置放於底部。珊瑚在體型較小時通常生長較快,長大後可再次分株繁殖,或合併成較大體型的珊瑚以提高價值。
近年來,利用珊瑚的有性生殖進行繁殖也快速進步。例如,針對把精卵排放於水體進行體外受精的排放配子型石珊瑚,如軸孔珊瑚,是在其一年生殖一次的月分收集所排放的精卵團,經由人工授精再把受精卵培養成浮游幼生,並測試最佳的胚胎和幼生養殖濃度,誘發幼生變態成著苗幼體的殼狀珊瑚藻的種類和劑量,接種優良品系的共生藻,以建立從收集精卵到穩定生產大量珊瑚幼體的操作流程。
在利用體內受精和釋放幼生的孵育幼生型石珊瑚方面,如細枝鹿角珊瑚,在台灣南部海域全年12個月都進行穩定的有性生殖,每個月釋放大量已發育成熟的幼生,並且釋放幼生的月周期和日夜周期時間,能夠分別經由溫度和亮暗周期加以調控。其浮游幼生和著苗後的幼體對於環境變動具有高抵抗力,在完全人工環境下容易飼育,且在環境良好下1~2年就達性成熟。因此,非常適合發展成能夠產生大量優良子代的種珊瑚,如同種魚、種蝦和種貝。
培育珊瑚種類選擇,本土物種優先
養殖珊瑚時會同時搭配其他珊瑚礁的重要生物,以促進互利共生和生態平衡。例如,無脊椎動物有食碎屑的海參、食藻類的螺貝類和海膽;脊椎動物有食藻類的珊瑚礁魚類,其中能夠人工培育繁殖的小丑魚、雀鯛等,都是有益珊瑚健康和天然珊瑚礁保育的優良選擇。另外,要注意珊瑚的疾病或天敵,如食珊瑚螺和裸鰓類是否出現和造成危害,必須及早處理。
除了正確選擇適合養殖的生物種類外,也必須控制生物數量。由於水族缸的生態負荷量有限,過多生物非常容易造成生物之間競爭空間和食物。一旦生物受傷死亡,組織隨即腐爛分解,很快會造成營養鹽累積和水質惡化,然後形成更多生物不健康和受損死亡的惡性循環,因此應該循序漸進引進合適且相容的生物以維持長期發展。
在判斷珊瑚是否養殖健康方面,包括觀察其是否褪色甚至白化;珊瑚蟲和觸手是否正常伸展;體型是否維持原來的大小,若是持續縮小,就顯示營養不足而正在消化吸收自己的組織;若珊瑚組織死亡,會暴露出白色的碳酸鈣骨骼和發生藻類覆蓋生長的不健康現象。
定期監測水質也能正確掌握水族缸的發展狀況,重要參數與建議範圍如下:溫度攝氏24~28度、鹽度34~36 ppt、酸鹼值pH 8.1~8.3、鹼度7~10 KH、鈣離子380~450 ppm、鎂離子1,250~1,350 ppm、磷酸鹽<0.03 ppm、硝酸鹽<0.2 ppm、亞硝酸鹽<0.2 ppm、氨<0.1 ppm等,或依養殖目的與地區環境特性調整。一般以水族館販售的器材和試劑,依需求和建議頻度測量、記錄、管理與維護。
台灣在珊瑚養殖與繁殖的種類方面,最好優先推動發展本土物種,因為台灣周邊海域就擁有豐富的各類珊瑚資源,包括石珊瑚、軟珊瑚和柳珊瑚分別有至少300、50和50種以上,且許多種類的數量豐富,具有體質強、生殖力高,以及生產藥妝用代謝產物等的優良種原特性與開發潛力,也減少引進外來種可能造成的風險。