我國珊瑚礁生態系統研究現狀及發展趨勢

王明婷，公維潔，韓 玉，齊 丹，王燕芳，許世桃

(海南熱帶海洋學院，海南 三亞 572022)

1 引言

珊瑚礁(coral reef)是由碳酸鈣物質組成的珊瑚蟲骨骼在數百年至數千年的生長過程中形成的，它為海洋生物提供了生活環境，種類繁多的珊瑚礁具有極高的生態學和經濟學價值。珊瑚礁是大自然對大海的一種饋贈，也是對海洋生態系統的一種保護。

2 珊瑚礁簡介

2.1 珊瑚礁的構造和形成

珊瑚礁是由碳酸鈣物質長期沉淀的結果，是大海中一個特別的生態系統。各種動植物(貝殼類、碳酸鈣質遺骸、有孔蟲等)，經過長時間的堆積形成常說的珊瑚礁[1]。珊瑚礁必需在適宜的水溫、鹽度(28%以上)、清潔無污染的海域中才能生長下去。

2.2 中國珊瑚礁的分布

珊瑚礁分布范圍寬廣，物種茂盛。珊瑚礁一般生活在熱帶和亞熱帶陽光富足的淺水海區，從海水表層到水深約40 cm處，也有部分可深至60 m[2]，最適合海水鹽度為27%～38%，水溫要求在20 ℃以上，最佳溫度是26～29 ℃，其中溫度低于18 ℃則不能生存，最高溫度為36 ℃。在我國，珊瑚礁多生長在南部沿海區域，如廣東、廣西近海、海南環島(三亞、文昌、昌江等地)、臺灣海峽等，在這些地方孕育著極其獨特的熱帶珊瑚礁生態系統，它是多種海洋生物以及爬行類最適宜的棲息之地。

2.3 珊瑚礁的種類

珊瑚礁的種類根據礁體和海岸線的關系而劃分，分成三大類。

(1)岸礁，也稱裙礁。珊瑚礁初期在新形成的火山島嶼邊上以裙礁的類型成長，當然，裙礁緊密連著大陸或海島，靠陸地邊緣生長，它賴以發育的海岸可以是堅硬的火山巖或者各種基巖海岸。

(2)堡礁，又稱離岸礁。隨著島嶼下移或海平面升高，珊瑚礁在中央的瀉湖作用下接著成長發育，珊瑚礁由岸礁生長成堡礁。顧名思義，海岸和離岸礁間有著一條瀉湖，地勢兇險，共存的海洋生物物種繁多，所以它既是一個生態系統，又是一個神奇美麗的自然景觀。

(3)環礁，最后海島下移全部被海水吞沒，發展成環礁。它的礁體通常呈圓形或不規則的環形，成環狀或部分環狀的島嶼，中央環抱著瀉湖，因為受到生長環境限制，所以環礁分布在赤道兩側南、北回歸線之間的暖和水域。

2.4 珊瑚礁的生態學意義和功能

珊瑚礁在整個海洋生態系統中有著巨大的作用。

(1)珊瑚礁可以維護海洋生物的多樣性，可以給海洋生物提供大量的糧食，是良好的生物繁衍棲息地和庇護所。

(2)珊瑚礁可以保護海岸線。海浪可以把珊瑚的遺骸分解成細沙，增加海邊的沙灘量，保護海岸帶。

(3)珊瑚礁可以維持漁業資源，在珊瑚礁區域內，具有物種多樣的魚群。

(4)珊瑚礁有特別的醫學價值。珊瑚礁中有很多可制藥的物質，甚至有一些能代替人體骨骼。

(5)凈化海水，降低赤潮。無數細小的腔腸動物不斷地“吸食”海中的各類微生物和浮游動植被，獲取所需營養并將海水過濾凈化，珊瑚礁價值極高且廣泛。

3 我國珊瑚礁系統研究現狀

早在三國時期，康泰在《扶南傳》中記錄了南海的珊瑚礁，之后我國對珊瑚礁生態系統的研究相比于國際要滯后許多，直至1937年由馬廷英出版的《珊瑚礁的生長速度與海水溫度的關系》是我國最早關于珊瑚礁的研究文獻。近年來我國對珊瑚礁生態系統的研究基本呈逐年上升趨勢，大約在20世紀90年代進入成熟的研究階段，與國際相比我國更傾向于如何提高造礁能力。國內對珊瑚礁的研究主要集中在珊瑚礁生態意義、影響珊瑚礁生態系統的各種因素、珊瑚礁的保護、珊瑚礁生態系統自行修復[3]。

3.1 珊瑚礁生態系統的變化

隨著GDP的上升和人類各種活動向海洋的擴展，珊瑚礁生態系統功能下降，生物富集度和生產能力降低，生態環境嚴重失衡。據估計[4]，2008年第11屆國際珊瑚礁論壇表明，全球1/4的珊瑚正面臨著消失，未來20年最少1/3面臨退化，有研究表明，在自然災害和人類活動的破壞下，東南亞地區遭受損害最為嚴重。中國南海是赤道兩側地區擁有面積最大的珊瑚礁海區，幾乎有98%分布在南海。徐強等[5]通過考察發現海南省三亞市海棠灣的蜈支洲島魚礁區魚類資源局部礁區魚類總體種類較多，為9～14種，研究揭示沉船礁區魚類群落的種類組成和體長分布，根據調查評估結果表明，蜈支洲島海洋牧場區生物多樣性較高，珊瑚礁生態系統健康狀況良好，人工魚礁建設對珊瑚礁生態系統的養護與恢復起到了積極作用。王欣等[6]根據近幾年研究進展，介紹了近岸淺海處生長著豐富珊瑚礁資源的潿洲島，并表明未來的研究重點將集中在紀錄珊瑚礁的生長環境變化和珊瑚資源的開發與保護等相關內容。吳瑞等[7]分析海南省三亞市大東海海灣4～6 m淺水處是造礁石珊瑚發展豐富地區 ，該區域擁有9科19屬35種造礁珊瑚，直至2016年8月，該海域鑒定到浮游植物共3門32屬74種，以硅藻、甲藻種類為主。

3.2 珊瑚礁生態系統的修復

3.2.1 珊瑚移植

珊瑚移植優于分枝珊瑚，需要大量的珊瑚。在之前，珊瑚移植在珊瑚礁修復中有著極大的作用，是修復珊瑚礁的主要方法，陳瑞等[8]通過調查研究認識到當前珊瑚礁生態系統的恢復主要使用珊瑚移植且使用材料為碎石聚氨酯。此外，有許多移植成功的案例：如在湛江市紅樹林區高位養殖，免去了破壞紅樹林來修筑池塘培育、在海南瓊海海水中培育場做大規模打樁吊養麒麟菜的實驗、兩次造礁石珊瑚實驗均在海南三亞鹿回頭灣海區，分別移植44個群落，1年有78.5%珊瑚存活。

3.2.2 人工魚礁

人工魚礁是人工建造的具有三維結構的建筑物，是保護和增殖近海漁業資源的一項有效的技術措施，以改善水域生態環境為目的。當整個珊瑚礁區的三維結構受到的破壞極其嚴重甚至已經不存在時，傳統的珊瑚移植就起不到恢復的作用了，于是人們嘗試了人工漁礁，從初期單一的投放到之后和珊瑚移植聯合，人工漁礁(工程簡單，應用范圍廣)一被提出就受到關注。

3.2.3 珊瑚礁幼體附著

考慮到珊瑚礁移植需要大量的珊瑚來源，直接移植對供體珊瑚本身是一種嚴重的傷害，也不是每個礁區都適合珊瑚移植，故需要考慮珊瑚自身的補充-幼體附著。張浴陽等[9]在人工條件下共培育出3700個珊瑚礁幼體并放回到合適的地方，為即將消失的珊瑚增加幼體數量。王麗娜等[10]為更好的保護珊瑚礁生態系統，以徐聞珊瑚礁為對象探討了Pb2+、Cd2+這兩種環境因子對二異角孔珊瑚生長的影響以及珊瑚的耐性。

3.3 珊瑚礁生態系統的保護

3.3.1 法律保護

人為破壞是造成珊瑚礁瀕臨滅絕的因素之一，而其中最為嚴重的是肆意采挖。人們利用樣式繁多的珊瑚制作工藝品和燒石灰來謀取錢財，如文昌市翁田鎮的許多村莊歷來都以開采珊瑚礁燒制石灰為業，用來制作房屋，九十年代至今房產事業迅速發展，珊瑚系統也迅速受到破壞，除此之外，還有各沿海地區逐漸發展旅游行業，珊瑚工藝品會加速珊瑚礁系統的損害，漁民們對保護珊瑚礁沒有正確的認識，非法采挖、過渡捕撈、海景房的大量建造等都嚴重破壞珊瑚礁。如今對于珊瑚礁的保護法有：《中華人民共和國海洋環境保護法》(1999)、《中華人民共和國海域使用管理法》(2002)、《中華人民共和國海島保護法》(2009)等。另外為進一步制定和完善相關法律法規，文芳等[11]通過分析海南珊瑚礁保護法律制度的現狀及缺陷，認為以下五條法律制度有利于創造人與海洋和諧發展：①加大肆意采挖珊瑚礁的犯罪懲罰；②健全海南珊瑚礁自然保護區制度；③明確旅游潛水企業珊瑚礁保護的義務和責任；④健全海南珊瑚礁生態修復制度；⑤健全海南珊瑚礁非法貿易的監管制度。

3.3.2 保護方法

在保護和發展珊瑚礁這條偉大而漫長的道路上，有法律制約的同時也要有科學的方法加以配合，堅持三不原則：不破壞、不損害、不非法買賣珊瑚。當然，除了普及珊瑚礁保護意識、合理利用珊瑚資源、建立海洋保護區之外，徐兵等[12]還研究了珊瑚礁遙感監測方法，討論了該方法的可行性。另外，三亞利用牙龍灣珊瑚礁海底景觀優勢開展潛水和水下漫步觀賞旅游，創造出政府與企業共同管理牙龍灣保護區的模式。此外，趙煥庭等[13]提出的驅動力—壓力—狀態—影響—反應模型(DPSIR)的可持續發展管理模式。

3.3.3 保護政策

國家和政府的支持是保護該生態系統的有力保障，蔡雪芹[14]提出可加大專項目經費投入，鼓勵開展珊瑚人工繁殖和生態修復研究。施藴文等[15]以徐聞縣、大鵬灣和大亞灣為研究對象結合可持續發展理論對廣東省珊瑚礁進行了全方位的研究并提出了相應的保護對策，五屆人大四次會議建議加大珊瑚礁生態環境保護與修復力度，2016 年 11 月 30 日閉會的海南省五屆人大常委會第二十四次會議表決通過了《海南省珊瑚礁和硨磲保護規定》[16]，該法規已于 2017年 1 月 1 日起實施。

4 發展趨勢

珊瑚礁具有極高的研究價值，在生態學、地質學、環境保護學和醫藥學都已有突出的貢獻。2016年我國有關珊瑚礁的研究達到了最熱的程度，至今共有3000多篇相關研究文章，但是很少涉及珊瑚礁生態系統保護研究方面，據查閱在2002年之后才逐步出現相關研究。近25年來國家極重視海洋環境與資源的管理立法工作，陸續成立了各地珊瑚礁的保護區和公布了若干法律與資源的管理[17]。例如徐聞珊瑚礁自然保護區、三亞珊瑚自然保護區(1990年)和海峽兩岸珊瑚礁生物學與海洋保護區研討會(2005年)。但是我國目前對珊瑚礁生態系統的研究深度還不夠，應該著重從以下幾個方面開展珊瑚礁生態系統的研究。

4.1 開展我國珊瑚礁生態修護建設研究

受到人為、自然等各方面壓力的影響，我國的珊瑚礁生態系統正趨于退化。海南是全國擁有珊瑚礁面積最大的城市，珊瑚礁覆蓋度從1998年的40%降到2007年不足20%，廣東徐聞珊瑚從2000年的40%覆蓋率下降到2008年的不足7%，廣西潿洲島近10年的珊瑚覆蓋率從19.6%降至10.1%。因此我國有必要加大對珊瑚礁的修復研究力度和研發制作人工生物礁。

4.2 開展珊瑚人工繁殖、養殖和移植基礎研究

面臨著珊瑚礁逐漸滅絕的危機，珊瑚礁生態系統是否可以修復、如何修復、修復的怎么樣都是日后學者們要抓緊和深入的主要探究方向。在這些問題的根本上我國可以在各個珊瑚礁庇護海區采集珊瑚幼蟲進行人工培養，珊瑚礁對環境的要求苛刻使人們在進行人工養殖和移植的基礎上要嚴格從光照、溫度、鹽度、流速等全方面對珊瑚礁生長環境進行調查研究并試驗，建立我國珊瑚礁人工養殖與繁殖模式，加速珊瑚生態系統的恢復，為珊瑚礁生態系統提供豐富的基礎，為海洋做一份貢獻。

4.3 開展珊瑚礁生態系統的生態經濟研究

研究珊瑚礁的生態經濟價值是為了更好地保護該生態系統，讓更多的人明白保護珊瑚礁的重要性。它不僅對人類有醫藥價值、可以提供觀賞珊瑚和熱帶魚類貿易等，它還能維護海洋生物多樣性和為海洋生物提供大量食物，是適宜的繁殖棲息之所，它可以維護海洋的平衡，造福人類。

4.4 保護和管理珊瑚礁生態系統的研究

對于將來珊瑚礁的發展趨勢，應繼續將重點放在該生態的管理和保護上，在加強珊瑚礁經濟研究的同時，要不斷提醒廣大人民群眾和領導者對保護珊瑚礁生態系統平衡的重要性，首先從法律上立法獲得保護，對全球范圍內的珊瑚礁生態系進行長時間持續的觀測和記錄，建立資源生態信息網絡，為進一步的科學研究和交流提供基礎資料。通過執行科委攀登計劃第三課題第九專題科研計劃和計算機模擬預測，進行石珊瑚群落的移植試驗，在生態學原理的指導下，擬用增加移植空間來彌補時間的不足，促使珊瑚群落早日恢復到頂級群落，加快修復進度。