三亞國家級珊瑚礁自然保護區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

(1.三亞珊瑚礁生態研究所 海南 三亞 572000；2.三亞國家級珊瑚礁自然保護區管理處 海南 三亞 572000)

珊瑚礁生態系統被稱為“海洋的熱帶雨林”[1]，珊瑚礁有著重要的生態和經濟功能[2]，不僅為其他生物的固著提供場所、保護海岸線、保護環境，減輕溫室效應等，還能給人提供海產工藝品、藥品、建筑和工業原材料等。近幾十年來，由于人類活動的影響，海南島周邊海域珊瑚礁生態系統遭到嚴重破壞， 海南島整個東部海岸2006年的珊瑚覆蓋率是39%左右，至2013年下降到18%[3-8]。定期地監測調查海南島周邊海域珊瑚礁分布和種類的變化成為當下了解珊瑚礁生態系健康狀況和保護珊瑚礁的首要工作和重要手段。三亞國家級珊瑚礁自然保護區地處三亞市南部近岸海域(東經109°20′50″～109°40′30″E，北緯18°10′30″～18°15′30″N)。根據國家海洋局批復文件，三亞國家級珊瑚礁自然保護區總面積85 km2，由3個片區組成，即東西瑁洲片區、鹿回頭半島-榆林角片區、亞龍灣片區。科研工作者在保護區做了許多研究，其中集中在珊瑚礁的種類分布及群落特征[9-11]、珊瑚礁的生長發育[12-14]、珊瑚礁生態環境監測等[8,15-16]，而對于珊瑚分布狀況的長期變化規律報道較少。因此，筆者根據2012～2016年對海南三亞國家級珊瑚礁自然保護區的珊瑚礁資源以及水質監控的數據，研究分析了珊瑚覆蓋率、補充量、底質和水質指標，可為保護區珊瑚礁的生態修復提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1調查站位根據所掌握的監控區珊瑚礁資料，依珊瑚的生長分布、沿岸環境、海洋氣候水文等條件，設定珊瑚礁監控站位見圖1和表1。調查時間為2012～2016年的每年8月份。

表1 三亞珊瑚礁站位

1.2調查方法

1.2.1 覆蓋率調查方法根據國際通用的截線樣帶法對保護區造礁石珊瑚種類、分布和覆蓋率等展開調查。每個調查區域選取8個以上站位，每個站位分別在2～3 m 和5～6 m水深地段布設2條長達50 m的平行樣帶。用水下數碼攝像機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，為下次監控提供準確位置。回到實驗室后在計算機上進行判讀，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或礁石等底質，記錄其所占的長度，計算出各底質類型覆蓋度。

1.2.2 造礁石珊瑚鑒定采用野外調查(現場觀測和拍攝，采集部分珊瑚樣品)結合室內分析確定造礁石珊瑚的種類。珊瑚的形態學鑒定和分類通過《海南島淺水造礁石珊瑚》[9]來確定。

1.2.3 造礁石珊瑚補充量調查方法根據拍攝的錄像，統計每一斷面上各種造礁石珊瑚的石珊瑚補充量；即單位面積上，高度<5cm，直徑<5cm的新長造礁石小珊瑚個數。

石珊瑚補充量(ind·m-2)=斷面新長珊瑚個數/斷面面積。

1.3水質監測海水水質調查項目的分析方法嚴格依據《海洋調查規范》(GB/T12763-2007, 2008)和《海洋監測規范》(GB17378-2007, 2008)進行[17-18]。項目檢測依據的標準方法和使用儀器見表2。

表2 檢測項目依據的標準方法及使用儀器

2 結果與分析

2.1造礁石珊瑚物種多樣性根據2012—2016年調查統計結果(表3)顯示，三亞國家級珊瑚礁保護區造礁石珊瑚種類數，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，為該海域的優勢科，其中鹿角珊瑚屬等為屬級優勢類群。優勢種按優勢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勢種群趨勢逐漸演變。

表3 2012～2016年造礁石珊瑚種類名錄

續表3 Continued Tab.3

續表3 Continued Tab.3

表4 2012～2016年造礁石珊瑚優勢種

2.2平均覆蓋率保護區珊瑚礁平均覆蓋率調查結果顯示(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較低為16.44%，2012年最高，為25.89%；2014～2016年呈持續上升趨勢。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%，是整個保護區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年達到最大值32.67%，也是整個保護區2013～2017年的最大值；鹿回頭海域石珊瑚覆蓋率從2012～2013年出現下降趨勢，而從2013～2016年基本保持在21%左右。保護區海域底質調查結果顯示(圖3)，礁石底質所占比例較高，2012～2016年基本維持在60%左右。亞龍灣海域石質底質從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%。

保護區海域沙石底質占比從2012～2016年基本維持在8.78%～24.44%，2012年最低，2014年最高(圖4)。亞龍灣海域沙質底質占比從2013～2016年持續下降；鹿回頭和西瑁州島海域2012～2014年都有一個上升的趨勢，2014～2016年又出現持續下降。

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

2.4水質狀況保護區海域海水水質調查結果(表5)顯示，保護區近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；化學需氧量(COD)含量平均值在0.38～0.48 mg·L-1之間，2015達到最大，2013年最小；無機氮含量平均值在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，出現在2013年，最大測值在2015年，為0.033mg·L-1。2012～2016年期間對三亞國家級珊瑚礁自然保護區海水監測數據統計結果(表5)表明，近5年來保護區海域海水水質各項監測數據有一定的差異，但差異不大。水體中溶解氧、化學需氧量、無機氮、無機磷及石油類等各項指標含量都較低。

綜上所述，該海域海水水質均滿足第1類海水水質標準(具體依據《海南省海洋功能區劃》(2011-2020)和《海水水質標準(GB3097-1997)》相關要求)。海水水質處于良好的狀態，可滿足珊瑚礁的生長。

表5 2012～2016年珊瑚礁海域水質監測數據統計

3 討 論

筆者2012～2016年對三亞國家級珊瑚礁自然保護區3個區域(亞龍灣、鹿回頭、西瑁州島)的調查結果表明，三亞國家級珊瑚礁自然保護區石珊瑚種類保持在50種左右，該結果要顯著少于吳鐘解等[8，19]2006～2009年對附近海區的調查結果僅鹿回頭1處石珊瑚種類達60種。通過上述數據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構在發生變化，正在由分枝狀向團塊狀轉變。

2014年三亞國家級珊瑚礁自然保護區石珊瑚平均覆蓋率降到最低，從各分區情況來看，2013～2014年期間各分區石珊瑚平均覆蓋率都有所降低，其中亞龍灣海域最嚴重，由2013年的29.5%，降低到2014年的8.95%。主要原因：(1)海洋工程等的建設直接或間接的影響珊瑚及其生態環境。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，余流輸運了大量的沿岸泥沙進入亞龍灣西排海域滯留，導致懸浮物濃度提高，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象比較突出，早在2007 年亞龍灣生態監控區調查就發現亞龍灣西排區域每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如鹿回頭、大東海、西島、亞龍灣等不可避免存在旅游活動影響珊瑚現象(4)2014年三亞珊瑚保護區補充量降到最低，新生珊瑚少。

從2015年開始保護區活珊瑚平均覆蓋率逐漸上升，珊瑚死亡率極低，未發現或很少出現病害，說明近年來三亞國家級珊瑚礁保護區管理處對珊瑚礁的生態修復初現成效，珊瑚正處于逐漸恢復的階段。另外從2015年開始，該區域珊瑚補充量明顯增加，說明珊瑚蟲來源豐富，也增加了珊瑚恢復的可能性。自2014年后三亞加大投入生態保護工作，減少對自然保護區直接排放污染源，海水水質情況良好，人為破壞減少，為珊瑚礁生態系統提供了一個健康的海洋環境。到2016年珊瑚覆蓋率有所回升，與三亞海水水質情況轉好有很大關系，說明三亞生態保護工作取得了顯著效果。

三亞珊瑚礁國家級自然保護區部分海域砂質底質覆蓋率高，泥沙底質會影響珊瑚蟲的固著，一般只有部分團塊狀的珊瑚(如濱珊瑚)等能在軟底質區域存活。而且，三亞夏秋季多臺風，泥沙會隨著風浪卷起，將珊瑚淹沒，阻礙其進行正常的生理活動，嚴重時會引起窒息，導致死亡[20]。另外，礁石底質平均覆蓋率極高，幾乎占60%，硬底質海域適合珊瑚幼蟲的附著，結合好的水質條件，極適宜珊瑚生長，這為三亞珊瑚礁生態系統的修復提供良好的條件[21]。

2012～2016年三亞國家級珊瑚礁自然保護區海域的海水質量保持在良好水平，每年雖有差異，但變化幅度不大，均在一類海水水質標準范圍內。近年來三亞加大了對水質污染的治理，同時，隨著人們環境保護意識的增強及管理水平的提高也對保護區海域產生了積極的作用。保護區管理站近年來也加大了對珊瑚礁生態系統的保護力度，并開展珊瑚的修復工作，如在西島建立珊瑚保育實驗中心和海上培育場等。

目前，全球的珊瑚礁都因人類活動和全球變暖這兩大威脅造成其覆蓋率持續降低，對珊瑚礁的生態修復勢在必行，且在未來的一段時間應成為關注的重點。珊瑚礁生態修復的關鍵是既要保證珊瑚礁的生態環境，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的珊瑚礁生態修復理念的同時，也針對國內不同海域的水文條件情況，運用開發不同的生態修復技術，例如在南海島礁，由于水質條件良好，主要開展以支架吊養式養殖為主的海區珊瑚斷枝培育；而在近岸，主要以投放人工珊瑚礁和采用較為穩固的網圃珊瑚斷枝培育方式。但是，由于起步較晚，實踐經驗較少，目前除南海島礁以外，我國近岸還未開展大規模的珊瑚礁生態修復工作，因此，我國在珊瑚礁生態修復的道路上任重道遠，無論是在技術手段上，還是場地選擇上都應該加強生態修復理念，這將有助于珊瑚礁的自然恢復和擴展。