三亞國家級(jí)珊瑚礁自然保護(hù)區(qū)珊瑚礁資源的多樣性

吳川良，李長青, 張文勇, 耿濤年,李 穎， 劉亞星, 田晶晶

(1.三亞珊瑚礁生態(tài)研究所 海南 三亞 572000；2.三亞國家級(jí)珊瑚礁自然保護(hù)區(qū)管理處 海南 三亞 572000)

珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)被稱為“海洋的熱帶雨林”[1]，珊瑚礁有著重要的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)功能[2]，不僅為其他生物的固著提供場所、保護(hù)海岸線、保護(hù)環(huán)境，減輕溫室效應(yīng)等，還能給人提供海產(chǎn)工藝品、藥品、建筑和工業(yè)原材料等。近幾十年來，由于人類活動(dòng)的影響，海南島周邊海域珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞， 海南島整個(gè)東部海岸2006年的珊瑚覆蓋率是39%左右，至2013年下降到18%[3-8]。定期地監(jiān)測調(diào)查海南島周邊海域珊瑚礁分布和種類的變化成為當(dāng)下了解珊瑚礁生態(tài)系健康狀況和保護(hù)珊瑚礁的首要工作和重要手段。三亞國家級(jí)珊瑚礁自然保護(hù)區(qū)地處三亞市南部近岸海域(東經(jīng)109°20′50″～109°40′30″E，北緯18°10′30″～18°15′30″N)。根據(jù)國家海洋局批復(fù)文件，三亞國家級(jí)珊瑚礁自然保護(hù)區(qū)總面積85 km2，由3個(gè)片區(qū)組成，即東西瑁洲片區(qū)、鹿回頭半島-榆林角片區(qū)、亞龍灣片區(qū)。科研工作者在保護(hù)區(qū)做了許多研究，其中集中在珊瑚礁的種類分布及群落特征[9-11]、珊瑚礁的生長發(fā)育[12-14]、珊瑚礁生態(tài)環(huán)境監(jiān)測等[8,15-16]，而對(duì)于珊瑚分布狀況的長期變化規(guī)律報(bào)道較少。因此，筆者根據(jù)2012～2016年對(duì)海南三亞國家級(jí)珊瑚礁自然保護(hù)區(qū)的珊瑚礁資源以及水質(zhì)監(jiān)控的數(shù)據(jù)，研究分析了珊瑚覆蓋率、補(bǔ)充量、底質(zhì)和水質(zhì)指標(biāo)，可為保護(hù)區(qū)珊瑚礁的生態(tài)修復(fù)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1調(diào)查站位根據(jù)所掌握的監(jiān)控區(qū)珊瑚礁資料，依珊瑚的生長分布、沿岸環(huán)境、海洋氣候水文等條件，設(shè)定珊瑚礁監(jiān)控站位見圖1和表1。調(diào)查時(shí)間為2012～2016年的每年8月份。

表1 三亞珊瑚礁站位

1.2調(diào)查方法

1.2.1 覆蓋率調(diào)查方法根據(jù)國際通用的截線樣帶法對(duì)保護(hù)區(qū)造礁石珊瑚種類、分布和覆蓋率等展開調(diào)查。每個(gè)調(diào)查區(qū)域選取8個(gè)以上站位，每個(gè)站位分別在2～3 m 和5～6 m水深地段布設(shè)2條長達(dá)50 m的平行樣帶。用水下數(shù)碼攝像機(jī)從斷面上尺的一端沿著皮尺拍攝，水下攝影、拍照完后，用GPS測定斷面兩端的坐標(biāo)，為下次監(jiān)控提供準(zhǔn)確位置。回到實(shí)驗(yàn)室后在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行判讀，觀察皮尺下活珊瑚的繩長，小于10cm的不記。如果斷面線下有砂質(zhì)或礁石等底質(zhì)，記錄其所占的長度，計(jì)算出各底質(zhì)類型覆蓋度。

1.2.2 造礁石珊瑚鑒定采用野外調(diào)查(現(xiàn)場觀測和拍攝，采集部分珊瑚樣品)結(jié)合室內(nèi)分析確定造礁石珊瑚的種類。珊瑚的形態(tài)學(xué)鑒定和分類通過《海南島淺水造礁石珊瑚》[9]來確定。

1.2.3 造礁石珊瑚補(bǔ)充量調(diào)查方法根據(jù)拍攝的錄像，統(tǒng)計(jì)每一斷面上各種造礁石珊瑚的石珊瑚補(bǔ)充量；即單位面積上，高度<5cm，直徑<5cm的新長造礁石小珊瑚個(gè)數(shù)。

石珊瑚補(bǔ)充量(ind·m-2)=斷面新長珊瑚個(gè)數(shù)/斷面面積。

1.3水質(zhì)監(jiān)測海水水質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目的分析方法嚴(yán)格依據(jù)《海洋調(diào)查規(guī)范》(GB/T12763-2007, 2008)和《海洋監(jiān)測規(guī)范》(GB17378-2007, 2008)進(jìn)行[17-18]。項(xiàng)目檢測依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)方法和使用儀器見表2。

表2 檢測項(xiàng)目依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)方法及使用儀器

2 結(jié)果與分析

2.1造礁石珊瑚物種多樣性根據(jù)2012—2016年調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表3)顯示，三亞國家級(jí)珊瑚礁保護(hù)區(qū)造礁石珊瑚種類數(shù)，2012～2013年基本保持在50種左右，變化不大。鹿角珊瑚科和蜂巢珊瑚科的珊瑚種類所占比例較高，為該海域的優(yōu)勢(shì)科，其中鹿角珊瑚屬等為屬級(jí)優(yōu)勢(shì)類群。優(yōu)勢(shì)種按優(yōu)勢(shì)度大小順序排列為叢生盔形珊瑚、澄黃濱珊瑚、多孔鹿角珊瑚、二異角孔珊瑚、精巧扁腦珊瑚、鹿角杯形珊瑚和十字牡丹珊瑚(表4)。具有熱帶代表性分枝形珊瑚越來越少，正向塊狀珊瑚成為優(yōu)勢(shì)種群趨勢(shì)逐漸演變。

表3 2012～2016年造礁石珊瑚種類名錄

續(xù)表3 Continued Tab.3

續(xù)表3 Continued Tab.3

表4 2012～2016年造礁石珊瑚優(yōu)勢(shì)種

2.2平均覆蓋率保護(hù)區(qū)珊瑚礁平均覆蓋率調(diào)查結(jié)果顯示(圖2)，造礁石珊瑚總的平均覆蓋率基本保持在20%左右；2014年造礁石珊瑚總平均覆蓋率相對(duì)較低為16.44%，2012年最高，為25.89%；2014～2016年呈持續(xù)上升趨勢(shì)。亞龍灣海域造礁石珊瑚2013～2014年急劇下降，覆蓋度從29.5%直降至8.95%，是整個(gè)保護(hù)區(qū)珊瑚礁覆蓋率的最小值。西瑁洲島海域造礁石珊瑚覆蓋率2016年達(dá)到最大值32.67%，也是整個(gè)保護(hù)區(qū)2013～2017年的最大值；鹿回頭海域石珊瑚覆蓋率從2012～2013年出現(xiàn)下降趨勢(shì)，而從2013～2016年基本保持在21%左右。保護(hù)區(qū)海域底質(zhì)調(diào)查結(jié)果顯示(圖3)，礁石底質(zhì)所占比例較高，2012～2016年基本維持在60%左右。亞龍灣海域石質(zhì)底質(zhì)從2013年開始有所上升，之后保持在70%左右；鹿回頭海域從2013～2015年有小幅度的下降，但到2016年又上升至60%左右；西瑁州島海域從2012年的80%，下降到2016年的47%。

保護(hù)區(qū)海域沙石底質(zhì)占比從2012～2016年基本維持在8.78%～24.44%，2012年最低，2014年最高(圖4)。亞龍灣海域沙質(zhì)底質(zhì)占比從2013～2016年持續(xù)下降；鹿回頭和西瑁州島海域2012～2014年都有一個(gè)上升的趨勢(shì)，2014～2016年又出現(xiàn)持續(xù)下降。

2.3珊瑚補(bǔ)充量2012～2016年保護(hù)區(qū)珊瑚平均補(bǔ)充量調(diào)查結(jié)果(圖5)顯示，2014年的珊瑚平均補(bǔ)充量最低為0.397 ind·m-2。2015年珊瑚補(bǔ)充量有明顯的增加(1.4 ind·m-2)，說明三亞珊瑚蟲的來源豐富，珊瑚具有恢復(fù)的可能性。

2.4水質(zhì)狀況保護(hù)區(qū)海域海水水質(zhì)調(diào)查結(jié)果(表5)顯示，保護(hù)區(qū)近5年溶解氧含量平均值在6.19～7.89 mg·L-1之間，2013年最高，2016年最低；化學(xué)需氧量(COD)含量平均值在0.38～0.48 mg·L-1之間，2015達(dá)到最大，2013年最小；無機(jī)氮含量平均值在0.017～0.078 mg·L-1之間，2015年最高，2016年最低；活性磷酸鹽含量平均值在0.002～0.005 mg·L-1之間，變化不大；表層石油最小測值為0.010 mg·L-1，出現(xiàn)在2013年，最大測值在2015年，為0.033mg·L-1。2012～2016年期間對(duì)三亞國家級(jí)珊瑚礁自然保護(hù)區(qū)海水監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表5)表明，近5年來保護(hù)區(qū)海域海水水質(zhì)各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)有一定的差異，但差異不大。水體中溶解氧、化學(xué)需氧量、無機(jī)氮、無機(jī)磷及石油類等各項(xiàng)指標(biāo)含量都較低。

綜上所述，該海域海水水質(zhì)均滿足第1類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(具體依據(jù)《海南省海洋功能區(qū)劃》(2011-2020)和《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB3097-1997)》相關(guān)要求)。海水水質(zhì)處于良好的狀態(tài)，可滿足珊瑚礁的生長。

表5 2012～2016年珊瑚礁海域水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

3 討 論

筆者2012～2016年對(duì)三亞國家級(jí)珊瑚礁自然保護(hù)區(qū)3個(gè)區(qū)域(亞龍灣、鹿回頭、西瑁州島)的調(diào)查結(jié)果表明，三亞國家級(jí)珊瑚礁自然保護(hù)區(qū)石珊瑚種類保持在50種左右，該結(jié)果要顯著少于吳鐘解等[8，19]2006～2009年對(duì)附近海區(qū)的調(diào)查結(jié)果僅鹿回頭1處石珊瑚種類達(dá)60種。通過上述數(shù)據(jù)可以看出三亞海域石珊瑚的種類在不斷減少。50～60年代三亞的石珊瑚主要以分枝狀珊瑚(如傘房鹿角珊瑚等)，而近年來珊瑚礁群落結(jié)構(gòu)在發(fā)生變化，正在由分枝狀向團(tuán)塊狀轉(zhuǎn)變。

2014年三亞國家級(jí)珊瑚礁自然保護(hù)區(qū)石珊瑚平均覆蓋率降到最低，從各分區(qū)情況來看，2013～2014年期間各分區(qū)石珊瑚平均覆蓋率都有所降低，其中亞龍灣海域最嚴(yán)重，由2013年的29.5%，降低到2014年的8.95%。主要原因：(1)海洋工程等的建設(shè)直接或間接的影響珊瑚及其生態(tài)環(huán)境。如已建成的亞龍灣堤壩，使亞龍灣沿岸輸沙方向與余流方向大致相同，余流輸運(yùn)了大量的沿岸泥沙進(jìn)入亞龍灣西排海域滯留，導(dǎo)致懸浮物濃度提高，從而影響西排珊瑚的生長與分布。(2)珊瑚敵害生物侵蝕。亞龍灣海域受長棘海星侵蝕現(xiàn)象比較突出，早在2007 年亞龍灣生態(tài)監(jiān)控區(qū)調(diào)查就發(fā)現(xiàn)亞龍灣西排區(qū)域每100 m2約有長棘海星2 ～ 7 ind[8,19]。(3)三亞開展珊瑚礁觀光旅游區(qū)如鹿回頭、大東海、西島、亞龍灣等不可避免存在旅游活動(dòng)影響珊瑚現(xiàn)象(4)2014年三亞珊瑚保護(hù)區(qū)補(bǔ)充量降到最低，新生珊瑚少。

從2015年開始保護(hù)區(qū)活珊瑚平均覆蓋率逐漸上升，珊瑚死亡率極低，未發(fā)現(xiàn)或很少出現(xiàn)病害，說明近年來三亞國家級(jí)珊瑚礁保護(hù)區(qū)管理處對(duì)珊瑚礁的生態(tài)修復(fù)初現(xiàn)成效，珊瑚正處于逐漸恢復(fù)的階段。另外從2015年開始，該區(qū)域珊瑚補(bǔ)充量明顯增加，說明珊瑚蟲來源豐富，也增加了珊瑚恢復(fù)的可能性。自2014年后三亞加大投入生態(tài)保護(hù)工作，減少對(duì)自然保護(hù)區(qū)直接排放污染源，海水水質(zhì)情況良好，人為破壞減少，為珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)提供了一個(gè)健康的海洋環(huán)境。到2016年珊瑚覆蓋率有所回升，與三亞海水水質(zhì)情況轉(zhuǎn)好有很大關(guān)系，說明三亞生態(tài)保護(hù)工作取得了顯著效果。

三亞珊瑚礁國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)部分海域砂質(zhì)底質(zhì)覆蓋率高，泥沙底質(zhì)會(huì)影響珊瑚蟲的固著，一般只有部分團(tuán)塊狀的珊瑚(如濱珊瑚)等能在軟底質(zhì)區(qū)域存活。而且，三亞夏秋季多臺(tái)風(fēng)，泥沙會(huì)隨著風(fēng)浪卷起，將珊瑚淹沒，阻礙其進(jìn)行正常的生理活動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起窒息，導(dǎo)致死亡[20]。另外，礁石底質(zhì)平均覆蓋率極高，幾乎占60%，硬底質(zhì)海域適合珊瑚幼蟲的附著，結(jié)合好的水質(zhì)條件，極適宜珊瑚生長，這為三亞珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)提供良好的條件[21]。

2012～2016年三亞國家級(jí)珊瑚礁自然保護(hù)區(qū)海域的海水質(zhì)量保持在良好水平，每年雖有差異，但變化幅度不大，均在一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。近年來三亞加大了對(duì)水質(zhì)污染的治理，同時(shí)，隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)及管理水平的提高也對(duì)保護(hù)區(qū)海域產(chǎn)生了積極的作用。保護(hù)區(qū)管理站近年來也加大了對(duì)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)力度，并開展珊瑚的修復(fù)工作，如在西島建立珊瑚保育實(shí)驗(yàn)中心和海上培育場等。

目前，全球的珊瑚礁都因人類活動(dòng)和全球變暖這兩大威脅造成其覆蓋率持續(xù)降低，對(duì)珊瑚礁的生態(tài)修復(fù)勢(shì)在必行，且在未來的一段時(shí)間應(yīng)成為關(guān)注的重點(diǎn)。珊瑚礁生態(tài)修復(fù)的關(guān)鍵是既要保證珊瑚礁的生態(tài)環(huán)境，又要避免珊瑚礁生物多樣性遭到破壞。我國在借鑒國外先進(jìn)的珊瑚礁生態(tài)修復(fù)理念的同時(shí)，也針對(duì)國內(nèi)不同海域的水文條件情況，運(yùn)用開發(fā)不同的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，例如在南海島礁，由于水質(zhì)條件良好，主要開展以支架吊養(yǎng)式養(yǎng)殖為主的海區(qū)珊瑚斷枝培育；而在近岸，主要以投放人工珊瑚礁和采用較為穩(wěn)固的網(wǎng)圃珊瑚斷枝培育方式。但是，由于起步較晚，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較少，目前除南海島礁以外，我國近岸還未開展大規(guī)模的珊瑚礁生態(tài)修復(fù)工作，因此，我國在珊瑚礁生態(tài)修復(fù)的道路上任重道遠(yuǎn)，無論是在技術(shù)手段上，還是場地選擇上都應(yīng)該加強(qiáng)生態(tài)修復(fù)理念，這將有助于珊瑚礁的自然恢復(fù)和擴(kuò)展。