廣西潿洲島珊瑚礁物種生物多樣性研究

梁文，黎廣釗，范航清，農華瓊，王欣

（廣西紅樹林研究中心，廣西 北海 536000）

廣西潿洲島珊瑚礁物種生物多樣性研究

梁文，黎廣釗，范航清，農華瓊，王欣

（廣西紅樹林研究中心，廣西 北海 536000）

潿洲島石珊瑚在屬級組成中以角蜂巢珊瑚屬（Favites）、濱珊瑚屬（Porites）、薔薇珊瑚屬（Montipora）為優勢類群，在科級的組成上，以蜂巢珊瑚科（Faviidae）、濱珊瑚科（Poritidae）、鹿角珊瑚科（Acroporidae）為優勢類群。西南部的主剖面 W2、東北部的W5的石珊瑚屬種最多，說明了兩個剖面海域石珊瑚生物多樣性程度相對較高，這與潿洲島歷年來的珊瑚礁分布有關；潿洲島6條主剖面的多樣性指數均呈現一致的規律：W5＞W2＞W6＞W1＞W3＞W4，W2、W5多樣性指數相對較高；珊瑚屬種數量、優勢屬種數量、優勢屬種相對優勢程度（最大的重要值百分比）、優勢屬重要值百分比之和分別與多樣性指數的相關分析結果表明，珊瑚屬種數量、優勢屬種數量對多樣性指數有促進作用，珊瑚屬種數量對多樣性指數的貢獻率更大；Simpson多樣性指數(D)、Pielou均勻度指數(E)差異不顯著，Shannon-Wienner多樣性指數(H′)差異顯著；整個島區珊瑚屬種分布比較均勻。

潿洲島；珊瑚礁；物種多樣性

Abstract:In Weizhou Island,Favites,Porites and Montipora are superior species on genera level and Faviidae,Poritidae and Acroporidae are superior species on specie level of the coral community.Principal sections W2 in the southwest and W5 in the northeast enjoy the most coral species,which indicates that waters in these two principal sections has a comparatively greater bio-diversity in terms of coral reef species and it has a lot to do with the coral reef distribution in the island over the years.Coral diversity index from the six principal sections both show accordant rule:W5＞W2＞W6＞W1＞W3＞W4.Coral diversity index from W2 and W5 are comparatively higher.Through concerning analysis of coral species number,superior species number,the relative dominance degree of superior species (the biggest importance value percentage),the sum of superior species importance value percentage between coral diversity index,it has been found that the number of coral reef species and the superior species is positive to coral diversity indexes with the number of coral reef species playing a greater role in this aspect.The Simpson and Pielou index of coral reef are non-significant.But the Shannon-Wienner index is significant,which indicates that coral reefs are distributed relatively evenly on the island.

Keywords:Weizhou Island；coral reef；species diversity

潿洲島是廣西沿岸海域中最大的島嶼，也是南海北部灣中最大的島嶼，位于廣西北海市沿岸南面濱外淺海，離大陸海岸直線距離48 km。該島地勢呈南高北低，一般海拔10～40 m，最高點位于南部西拱手海拔 78.96 m，自南向北緩緩傾斜，微有起伏，南北長約7 km，東西寬約5.86 km,全島岸線長26.43 km，陸域面積24.71 km2[1,2]。潿洲島珊瑚礁的研究相對較少，從上世紀60年代起，進行過一些資源性調查，珊瑚礁多樣性的研究甚少，本文根據潿洲島的海底地形及參考以往歷史調查資料，沿岸海域布置斷面，調查珊瑚礁的種類、分布狀況、覆蓋率、進行多樣性特征分析等，為島區珊瑚礁生物多樣性研究的開展、可持續保護管理提供新的資料。

1 研究方法

1.1 斷面布置

調查采用了截線樣條調查法、拍攝水下樣線錄像和水下特寫照片，并進行系統采樣。

調查斷面以垂直海岸方向布設6條主剖面，每條主剖面沿海岸平行方向布置2～3條長100 m的觀測分斷面，共20條(圖1)。調查分別在2007年 10－11月、2008年 4－5月開展，通過 GPS導航定位，在分斷面位置布設調查樣線。

圖1 潿洲島海域珊瑚岸礁地理位置和調查斷面圖Fig.1 Coral reef geographic location and investigation transects around Weizhou Island

1.2 珊瑚種群組成特征分析

活石珊瑚屬種通過分析水下特寫照片和樣品微細結構，主要參考鄒仁林編著的《中國動物志－造礁石珊瑚》和陳乃觀等編著的《香港石珊瑚圖鑒》等珊瑚分類學專業文獻的石珊瑚圖版及其骨骼微細結構的描述[3,4]。

活石珊瑚的優勢屬種通過調查數據，分別計算斷面各屬種的相對多度(某個屬種的群落總數與群落所有屬種的群體數之比)、相對覆蓋度(某個屬種全部群體的覆蓋面積與群落所有群體的覆蓋面積之比)、相對頻度(某個屬種的頻度與所有屬種的頻度總和之比．其中頻度為一個屬種出現的樣方總數與調查樣方的總數比)和重要值(為以上3個指標之和)[5-8]。

由于水下錄像判讀往往難以鑒定到種，錄像資料屬種的統計以屬和科為分類單位相當常見[5]，因此本文在錄像數據中把屬和科作為分類單位進行分析，應用重要值計算方法，計算出島區的珊瑚優勢類群。

1.3 珊瑚多樣性指數分析

種群多樣性指數用來分析生物多樣性，生物多樣性的研究方法和各種測度指數在國內外生態學文獻中多有記載[5-9]。本文的多樣性研究目的在于探討潿洲島珊瑚礁屬種數量，珊瑚礁屬種間在礁區生境競爭共存反映的屬種分布豐富和均勻程度。而α多樣性是用于測量某一生態系統內生物種類數量以及生物種類間相對多度的一種測量指標，α多樣性反應某一生態系統內物種間通過競爭資源或利用同種生境而產生的共存結果[9]。本文采用α多樣性指數中的 Shannon-Wienner指數（H′）、Simpson多樣性指數（D）和Pielou均勻度指數（E）：

以上多樣性指數在陸地生物群落研究中通常以種為測度單位，但在珊瑚生物群落研究中，由于水下取樣調查的困難，以屬和科等較高分類階元為多樣性測度單位相當常見[5]，考慮到生物分類的等級特征，同時進行種以上分類階元為單位的多樣性測度是有必要的，有助于更全面的反映一個特定群落的物種多樣性特征[7,8]。本文把取樣數據中的種分別歸屬于對應的屬應用以上公式，測度了屬級的多樣性指數。

2 結 果

2.1 珊瑚種群組成特征

通過對調查斷面的影像資料的判讀，計算出主剖面每屬珊瑚的重要值和重要值百分比，說明了潿洲島區各個主剖面位置的造礁石珊瑚種群在科、屬分類階元水平上的組成和相對豐富度。在屬級組成中，整個島區角蜂巢珊瑚屬（Favites）、濱珊瑚屬（Porites）、薔薇珊瑚屬（Montipora）為優勢類群，其屬級重要值百分比分別為25.8%、17.5%、15.1%，其余屬重要值百分比均低于 9%的有15屬，低于1%的有5屬，反映出島區石珊瑚種群屬級組成上的均勻度較高。在科級的組成上，蜂巢珊瑚科（Faviidae）、濱珊瑚科（Poritidae）、鹿角珊瑚科（Acroporidae）為優勢類群，其科級重要值百分比分別為41.8%、24.9%、16.2%，其余7個科的重要值百分比均低于9%（表1）。

表1 潿洲島造礁石珊瑚種群組成分析表Tab.1 Composition analysis of the Scleratinian coral community on Weizhou Island

島區的 6條主剖面分析顯示，各主剖面的優勢類群分布各有差異，以西南部的 W2、東北部的W5的珊瑚屬種最多，均為8科13屬，其余主剖面屬種數量比較均衡。W1主剖面以濱珊瑚屬（Porites）、牡丹珊瑚屬（Pavona）為優勢類群，其屬級重要值百分比分別為42.2%、17.8%，其余均低于 12%的有 7屬；W2主剖面以濱珊瑚屬（Porites）、角蜂巢珊瑚屬（Favites）、扁腦珊瑚屬（Platygyra）為優勢類群，其屬級重要值百分比分別為32.6%、17.1%、13.9%，其余均低于10%的有 10屬；W3主剖面以角蜂巢珊瑚屬（Favites）、濱珊瑚屬（Porites）、薔薇珊瑚屬（Montipora）為優勢類群，其屬級重要值百分比分別為39.2%、15.9%、13.3%，其余均低于11%的有6屬；W4主剖面以角蜂巢珊瑚屬（Favites）、蜂巢珊瑚屬（Favia）為優勢類群，其屬級重要值百分比分別為 45.7%、14.5%，其余均低于 11%的有9屬；W5主剖面以角蜂巢珊瑚屬（Favites）、薔薇珊瑚屬（Montipora）、牡丹珊瑚屬（Pavona）為優勢類群，其屬級重要值百分比分別為22.7%、21.5%、15.6%，其余均低于8%的有10屬；W6主剖面以角蜂巢珊瑚屬（Favites）、薔薇珊瑚屬（Montipora）為優勢類群，其屬級重要值百分比分別為29.1%、26.6%，其余均低于11%的有8屬。

6條剖面優勢屬種組成、優勢程度較相近，屬種分布顯示較為均衡。

2.2 珊瑚礁多樣性現狀

從表2、圖2數據可以看到，多樣性指數H′、D和均勻度指數E均以下的規律：潿洲島6條主剖面均呈現出一致的大小排序：W5＞W2＞W6＞W1＞W3＞W4，其中，W2、W5 多樣性指數H′、D均勻度指數E均偏高、多樣性指數H′值出現明顯的高值；3個多樣性指數變化趨勢一致，D、E值變化不大。

表2 潿洲島石珊瑚生物多樣性指數分析表Tab.2 Value of coral diversity index at Weizhou Island fringing reef

圖2 潿洲島珊瑚調查主剖面屬級生物多樣性指數的變化Fig.2 Change of diversity index value at the genus-level among 6 main transects at Weizhou Island

3 討 論

3.1 活石珊瑚種群結構特征的分析

潿洲島在屬級組成中以角蜂巢珊瑚屬、濱珊瑚屬、薔薇珊瑚屬為優勢類群，在科級的組成上，以蜂巢珊瑚科、濱珊瑚科、鹿角珊瑚科為優勢類群。西南部的主剖面W2、東北部的W5的珊瑚屬種最多，說明了兩個剖面海域石珊瑚生物多樣性程度相對較高，這與潿洲島歷年來的珊瑚礁分布有關，從1986年－2006年的潿洲島珊瑚礁資源調查資料1-4)[10,11]已反映出島區的西南部、東北部海域珊瑚屬種較多、珊瑚覆蓋度較高，說明了近年來西南部、東北部近岸海域兩個區域石珊瑚種群還保持這較高的屬種分布狀況，與本次調查結果相一致。

從潿洲島的早期地質研究表明，3 100年前即有珊瑚礁發育[12-16]，黎廣釗 2001年研究發現,潿洲島珊瑚礁的發育可追溯到7 000年前(最老的珊瑚碎屑海灘巖14C年代為距今6 900±100 yr)。自全新世7 000年來，潿洲島造礁珊瑚生物首先在其北部的后背塘至蘇牛角坑沿岸岸外生長發育形成珊瑚礁，其后約4 000年來，相繼在其東北部、東部橫嶺、下牛欄和西南部竹蔗寮、滴水村巖外生長發育形成珊瑚礁3)。潿洲島的岸礁發育與海岸發育的階段相匹配：陡崖侵蝕型海岸－無岸礁，緩坡侵蝕型海岸－雛形期岸礁，過渡型海岸－幼年期岸礁，堆積型海岸－壯年期岸礁，其中過渡性海岸、堆積型海岸屬于珊瑚分布相對比較多的區域，而過渡性海岸主要為西南部海岸、堆積型海岸主要為北部、東北部海岸，可見，從地質研究資料表明，東北部、西南部沿岸海域的岸礁屬珊瑚礁發育最好的區域[11]，也與本次調查結果相符合。

1)廣西海岸帶和海涂資源綜合調查領導小組，廣西海岸帶和海涂資源綜合調查報告（第六卷），1986。

2)廣西國土資源廳，2001年，潿洲島-斜陽島珊瑚礁自然保護區（擬建）綜合考察報告。

3)廣西海洋研究所,2003年12月,潿洲島珊瑚礁生態環境研究報告。

4)廣西紅樹林研究中心，2006年，潿洲島海區珊瑚礁資源調查研究報告。

3.2 珊瑚礁多樣性差異的分析

從表2、圖2顯示，潿洲島6條主剖面的多樣性指數H′、D和均勻度指數E均呈現出一致的大小排序：W5＞W2＞W6＞W1＞W3＞W4，其中的W2、W5多樣性指數值均較高，多樣性指數 H′值出現明顯的高值。這與主剖面種群指標中的珊瑚屬種數量、優勢屬種數量、優勢屬種相對優勢程度（最大的重要值百分比）、優勢屬重要值百分比之和有很大關系。對這4個種群指標分別與均勻度指數、多樣性指數的相關分析結果表明，4個種群指標與 3個多樣性指數的相關系數相一致，珊瑚屬種數量、優勢屬種數量、優勢屬種相對優勢程度（最大的重要值百分比）、優勢屬重要值百分比之和與3個多樣性指數相關系數是分別為0.618、0.488、-0.886(*)、-0.429（表3），這說明珊瑚屬種數量、優勢屬種數量對多樣性、均勻度有促進作用，其中珊瑚屬種數量對多樣性、均勻度的貢獻率更大；優勢屬種相對優勢程度（最大的重要值百分比）、優勢屬重要值百分比之和則反之。因此，6條主剖面中W2、W5的屬種組成數量相對較多，均為8科13屬，顯現出種群生物多樣性、均勻度均較高，而W2的優勢屬種相對優勢程度優勢明顯（優勢屬重要值分別為32.6%、17.1%、13.9%），W5優勢屬種相對優勢程度比較均衡（優勢屬重要值分別為 22.79%，21.5%，15.6%），從相關系數分析，W5略微比W2生物多樣性、均勻度水平高。

Shannon-Wienner多樣性指數H′的變化明顯，Simpson多樣性指數D、Pielou均勻度指數E變化不大，顯然，Shannon-Wienner多樣性指數 H′比Simpson多樣性指數D有較好的趨勢表現；整個島區珊瑚屬種分布比較均勻，這與珊瑚種群結構特征分析結果基本一致。

表3 潿洲島珊瑚礁種群指標與多樣性指數的相關性分析Tab.3 Correlation results between coral population indicators and coral diversity index at Weizhou Island fringing reef

4 小 結

a)潿洲島石珊瑚在屬級組成中以角蜂巢珊瑚屬、濱珊瑚屬、薔薇珊瑚屬為優勢類群，在科級的組成上，以蜂巢珊瑚科、濱珊瑚科、鹿角珊瑚科為優勢類群。西南部的主剖面 W2、東北部的W5的珊瑚屬種最多，說明兩個剖面海域珊瑚種群的生物多樣性程度相對較高。

b)潿洲島 6條主剖面的多樣性指數 H′、D和均勻度指數 E呈現一致的規律：W5＞W2＞W6＞W1＞W3＞W4，W2、W5 多樣性指數H′、、D和均勻度指數E均相對較高；以珊瑚屬種數量、優勢屬種數量、優勢屬種相對優勢程度（最大的重要值百分比）、優勢屬重要值百分比之和這4個種群指標分別與3個多樣性指數的相關分析結果表明，珊瑚屬種數量、優勢屬種數量對多樣性、均勻度有促進作用，珊瑚屬種數量對多樣性、均勻度的貢獻率更大；Shannon-Wienner多樣性指數H′變化明顯，Simpson多樣性指數D、Pielou均勻度指數E變化不大；整個島區珊瑚屬種分布比較均勻，這與珊瑚種群結構特征分析結果基本一致。

致謝：感謝中國科學院南海研究所的黃暉博士、李秀保碩士幫助鑒定珊瑚樣品。感謝鄒衍健、謝秋杰、王福強、曾阿二等水下采樣及樣線拍攝。

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Study on the species diversity of coral reef on Weizhou Island,Guangxi

LIANG Wen，LI Guang-zhao，FAN Hang-qing，NONG Hua-qiong，WANG Xin
(Guangxi Mangrove Research Center,Beihai 536000,China)

Q178.532; Q959.135.3

A

1001-6932(2010)04-0412-06

2009-09-17；

2010-07-02

廣西科學研究與技術開發計劃項目（桂科攻0992026-2），廣西科學院基本科研業務費資助項目（編號：09YJ17HS01），北海市科技局基礎研究項目（北科合200601055），廣西科學基金應用基礎項目（桂科基0575025），廣西908專項資助項目(GX908-01-06)

梁文（1967－），男，廣西北海市人，副研究員，主要從事海洋地質、珊瑚礁地貌與生態研究。電子郵箱: gx.lw@163.com