西沙永興島海域大型海藻種類組成和資源分布特征

楊超杰，邢曉萱，童玉和，李金玲，王藝璇，鄭佳琳

(1.海南熱帶海洋學院 a.水產與生命學院;b.熱帶海洋生物資源利用與保護教育部重點實驗室;c.海南熱帶海洋學院崖州灣創新研究院，海南三亞 572022；2.海南大學 海洋學院，海口，570228)

0 引言

大型海藻指的是生長在潮間帶或者亞潮帶的海藻，是潮間帶生態系統中的初級生產者，可以為許多生物提供棲息地與生物來源[1]。它主要包括紅藻門、褐藻門、綠藻門和藍藻門四大門類[2]。中國沿海已有記錄的海藻有1 277種，其中，隸屬于紅藻門40科169屬607種；褐藻門24科62屬298種；綠藻門321科48屬211種；藍藻門21科57屬161種[3]。

隨著海藻資源產業的發展，不少學者先后開展了各海域、各島嶼的海藻資源調查研究：施時迪[4]于1996—1997年對大陳島的藥用海藻資源進行初步調查得知，大陳島有藥用海藻共計46種，其中包括綠藻10種、褐藻11種、紅藻25種；此外，還將46種藥用海藻的藥用部位與功能作用展開描述。陳昌生等[5]通過對福建省部分海域潮間帶的經濟海藻開展了研究調查，經鑒定得出，該區潮間帶共有海藻115種，其中經濟海藻種類有68種，包括經濟綠藻15種、經濟褐藻13種、經濟紅藻40種；并且詳細分析了各經濟藻類作為食用藻類、藥用藻類等的功效特點。李瑩等[6]通過對遼寧沿海大型的藥用底棲海藻進行資源調查，共發現82種藥用底棲海藻，包括紅藻45種、褐藻22種、綠藻14種以及藍藻1種；還對這些藥用底棲海藻的藥用功能、分布范圍做了具體介紹。通過相關研究可以看出海藻資源的調查對合理開發海藻資源、維護海洋生態環境的穩定性、保護海藻資源的多樣性、發展海藻養殖業和海藻加工業等起著極為重要的作用。

永興島是西沙群島乃至我國南海諸島中最大的一個島嶼[7]44，位于三亞的東南方向330 km,平均海拔5 m,面積為2.13 km2[8]。永興島屬于熱帶季風性氣候,以濕熱為特點。因為永興島遠離大陸，懸浮物較少，海水透明度較大，滿足藻類生長需要光線的條件，所以蘊藏著豐富的海藻資源[7]56。近年來，永興島近海沿岸填海工程的實施對大型海藻賴以生存的附著基質產生破壞，許多大型海藻資源受到影響，且生物多樣性受到威脅。為了解西沙永興島海域大型海藻的資源狀況，本研究以西沙永興島海域為調查對象，進行其大型海藻的資源調查研究，分析該海區的大型海藻種類分布區域狀況以及種類資源的分布特征，為保護西沙永興島海域大型海藻的資源做前期準備工作，為今后合理開發永興島海藻資源、維護永興島及其海域的生態環境穩定提供科學依據。

1調查方法

1.1 樣品的采集方法

根據《海洋調查規范第6部分：海洋生物調查》(GB/T12763.6-2007)的要求方法[9]，于2021年4月的最低潮期間在西沙群島中的永興島(16°50.3885′N,112°19.7823′E)沿岸設置了4個調查站位點，即站位點1(16°51′28.08″N,112°20′38.04″E)、站位點2(16°49′39.252″N,112°19′6.6″E)、站位點3(16°48′47.196″N,112°20′57.84″E)、站位點4(16°50′43.152″N,112°22′16.68″E)進行采樣調查。在每個站位點的潮間帶包括高潮帶、中潮帶、低潮帶，并各設2～3條有代表性的斷面，以導航儀GPS對每個站位點設置的斷面進行位置定位，從而進行生物樣品的定量采集。在每個斷面選用1 m×1 m的樣方進行采樣，樣方相距10 m，對樣方內的所有海藻樣品進行采集。

1.2 樣品的處理方法

樣品采集后，將樣品表面的雜質、沙石等清除干凈并拍照記錄，而后編號標記好后再裝入塑料袋內密封，在同一天帶回調研船上及時進行鮮質量稱量和記錄，以此進行藻類的定量調查，可以通過生物量來衡量潮間帶大型海藻的種群大小，再結合每個樣點的采樣情況來分析出該區海藻群落的優勢種、見習種、稀有種等，而藻類的溫度性質可以根據其生長的最適溫度和生長的地理環境[10-11]分布范圍來確定。除了對樣方內藻類樣品采集的同時，還對樣方周圍存在的藻類進行收集，確定種類和分布等情況進行補充調查，以此作為定性調查的分析依據。

1.3 數據分析的方法

1.3.1 相對重要性指數(IRI)

海藻相對重要性指數(IRI，記作IRI)[12]，其計算公式為

IRI=N%×F%×10 000，

其中：N%為某一物種的數量占所采物種總數量的比例；F%為某一物種出現的站位數占調查的所有站位數的比例。將IRI≥1 000的物種定為優勢種，在范圍100≤IRI<1 000內的定為重要種，在10≤IRI<100內的定為常見種，在1≤IRI<10內的定為一般種，IRI<1的定為稀有種[13]。

1.3.2 生物量(Q)

海藻種類的生物量(Q)[14]，計算公式為

Q=M/S，

其中：Q為某優勢種的生物量；M為采樣框內優勢種的鮮質量；S為采樣框的面積。

2 實驗結果

2.1 西沙海域永興島大型海藻定性調查結果

2.1.1 大型海藻種類組成及種群性質

通過本次調查共獲得大型海藻42種，隸屬3門16目22科35屬，其中紅藻門8目10科18屬20種，綠藻門5目8科10屬14種，褐藻門3目4科7屬8種。由此可見，此次大型海藻的種類以紅藻種數最多，約占總數量的48%，其次是綠藻，約占總數量的33%，褐藻種數最少，約占總數量的19%。將此次調查所獲得的大型海藻種類的總名錄列于表1。

根據相對重要性指數IRI將此次采集到的大型海藻種類分為重要種與常見種，重要種隸屬于3門4目4科5屬5種，占總數量的12%，主要包括綠藻門的柏葉蕨藻(Caulerpacupressoides)，其相對重要性指數為166.98；褐藻門的匍匐網翼藻(Dictyopterisrepens)，其相對重要性指數為123.40；以及紅藻門的球枝藻(Tolypiocladiaglomerulata)、略大凹頂藻(Laurenciamajuscula)和環節藻(Champiaparvula)其相對重要性指數分別為451.81、249.96和182.59。常見種隸屬于3門16目21科31屬37種，占總數量的88%，包括綠藻門的總狀蕨藻(Caulerparacemosa)、螺旋硬毛藻(Chaetomorphaspiralis)、網球藻(Dictyosphaeriacavernosa)和大葉仙掌藻(Halimedamacroloba)；褐藻門的匍扇藻(Lobophoravariegata)、網胰藻(Hydroclathrusclathratus)、細弱網胰藻(Hydroclathrustenuis)和網地藻(Dictyotadichotoma)，以及紅藻門的刺枝魚棲苔(Acanthophoraspicifera)、纖絲乳節藻(Galaxaurafilamentosa)、紫杉狀海門冬(Asparagopsistaxiformis)、海蘚藻(Leveilleajungermannioides)和伴綿藻(Ceratodictyonspongiosum)等。

表1 西沙永興島海域大型海藻種類組成、分布及性質

表1 (續)

2.1.2 溫度性質

根據溫度性質與海藻分布環境，可從表1得知，西沙永興島海域的大型海藻可分為熱帶性種類、亞熱帶性種類和暖溫帶性種類，不存在寒帶性種類。此次采集到的大型海藻以亞熱帶性種類為主，隸屬于9目13科16屬20種，占總數量的48%。其中紅藻門的種類數量最多，為10種，占紅藻總數的50%；褐藻門種數最少為4種，占褐藻總數的50%。熱帶性種類隸屬于7目7科10屬12種，占總數量的28%。其中以綠藻門種類最多，為7種，占綠藻總數的50%；褐藻門種類最少，為1種，占褐藻總數的12.5%。暖溫帶性種類最少，隸屬于6目6科9屬10種，占總數量的24%。其中紅藻門的種類最多，為6種，占紅藻總數的30%；綠藻門的種數最少，為1種，占綠藻總數的7%。

2.1.3 各站位點分布情況

從圖1可以看出此次大型海藻的采集分為站位點1、站位點2、站位點3、站位點4四個區域，在1號站位點共采集到大型海藻種類19種，占總種類數的45.24%；其中褐藻門種類最少有4種，占該站位點種類總數的21.05%；紅藻門種類最多為8種，占該站位點種類總數的42.11%。在2號站位點共采集20種海藻種類，占總種類數的47.62%；其中紅藻種類和綠藻種類相同且最多為8種，占該站位點總種類數的40%；褐藻種類最少為4種，占該站位點總種類數的20%。在3號站位點共采到22種，占總種類數的52.38%；其中以紅藻種數最多為9種，占該站位點總種類數的42.86%；褐藻最少為5種，占22.73%。在4號站位點采集到18種海藻種類，占總種類數的42.86%；其中以紅藻種數最多為9種，占其總數的50%；褐藻最少為3種，占其總數的16.67%。

調查站位點圖1 各站位點的種類數量分布情況

2.1.4 生態分布特點

可從表1中看出西沙永興島海域大型海藻的潮間帶分布情況。綠藻、褐藻和紅藻在低潮帶皆有分布，共計采到海藻32種，隸屬于15目19科27屬，占總數的76%。其中紅藻門種類最多，為17種，占其總數的85%；褐藻門總數最少，為7種，占其總數的87.5%。中潮帶也包括綠藻、褐藻、紅藻三種藻類，但僅采集到海藻18種，隸屬9目11科15屬，占總數的43%。其中以綠藻門種數最多，為9種，占其總數的64.3%；褐藻門種數最少，為2種，占其總數的25%。此次調查的大型海藻的種類中未有分布在高潮帶和淺海區的種類。

2.2 西沙永興島海域大型海藻定量調查結果

2.2.1 不同站位點的生物量情況

從表2可以看出西沙永興島海域大型海藻的生物量情況。以站位點的角度來看，各個站位點的平均生物量中，站位點4的種類平均生物量最大，為32.42 g·m-2，其中生物量最大是球枝藻，為132.80 g·m-2，而易碎幅毛藻的生物量最小，為6.12 g·m-2。其次是站位點3的平均生物量，為17.16 g·m-2，略大凹頂藻的生物量最大，為73.47 g·m-2,圓果胞藻的最小，為5.26 g·m-2。而站位點1的平均生物量為12.81 g·m-2，其中匍匐網翼藻的生物量最大，為36.27 g·m-2；凝花菜的生物量最小，為6.29 g·m-2。站位點2的平均生物量最小，為8.78 g·m-2，其中，網球藻生物量最大，為14.71 g·m-2，粉枝藻屬的生物量最小，為4.67 g·m-2。

表2 西沙永興島海域大型海藻的生物量

2.2.2 不同門類的生物量情況

從每個門類的角度來看(圖2)，在此次采集到的大型海藻的種類中，以紅藻門的平均生物量最大，為20.65 g·m-2，主要分布于4號站位點中(42.55 g·m-2)；紅藻門中種類間的生物量相比較，生物量最大的是球枝藻，生物量最小的是海蘚藻，分別是132.80 g·m-2和3.14 g·m-2。褐藻門的平均生物量為19.25 g·m-2，主要分布在1號站位點中(19.89 g·m-2)；其中以匍匐網翼藻最大，毛孢藻最小，分別為36.27 g·m-2和6.22 g·m-2。而綠藻門的平均生物量最小為14.16 g·m-2，主要分布在4號站位點(22.57 g·m-2)；其中柏葉蕨藻的生物量最大為49.08 g·m-2，香蕉菜的最小為7.25 g·m-2。

調查站位點圖2 不同站位點的平均生物量

2.2.3 不同潮間帶的生物量情況

在中潮帶和低潮帶中，中潮帶的平均生物量最大，為25.86 g·m-2，其主要分布在4號站位點中(50.84 g·m-2)；而在中潮帶中生物量最大的種類是紅藻門的球枝藻，其生物量為132.8 g·m-2，最小的也在紅藻門中但種類不同，是帚狀江蘺，其生物量為7.05 g·m-2。低潮帶的平均生物量為19.82 g·m-2,依然主要分布在4號站位點(39.02 g·m-2)；其中最大的仍然是紅藻門中的球枝藻，其生物量為132.8 g·m-2，海蘚藻的最小，為3.14 g·m-2(圖3)。

調查潮位圖3 各潮間帶間的平均生物量

3 討論

通過本次資源調查可以得知西沙永興島海域共有大型海藻42種，其中，紅藻門8目10科18屬20種，綠藻門5目8科10屬14種，褐藻門3目4科7屬8種。紅藻種數最多，約占總數量的48%，其次是綠藻，約占總數量的33%，褐藻種數最少，約占總數量的19%。張義浩等[15]對舟山群島區域范圍內的定生海藻進行資源調查研究，研究分析得出該區域的定生海藻共163種，其中，綠藻門31種，褐藻門32種，紅藻門96種，藍藻門4種。田麗斯等[16]于2005年9月—2007年9月對大連的獐子島底棲海藻開展資源調查，結果顯示共有海藻種類113種，隸屬于藍藻門、褐藻門、紅藻門以及綠藻門四個門類中，分別有4種、38種、54種、17種。夏邦美等[17]1681在三沙市南海諸島底棲海藻區系調查中發現藻類種類數量皆為紅藻總數最多，褐藻最少。由此可見，在熱帶-亞熱帶海域中，各海域的大型海藻種類皆有不同，并且以紅藻數量居多，此次研究的調查結果與其他學者的研究結果相似。

從溫度性質來看，西沙永興島海域的大型海藻主要以亞熱帶性種類為主，其次為熱帶性種類和暖溫帶性種類。夏邦美等[17]1685還在三沙市南海諸島底棲海藻區系調查中發現在大型海藻的溫度性質方面，調查的海藻種類大多以熱帶性種類和亞熱帶性種類為主。陸艷用等[18]在2008—2010年對舟山中街山列島的底棲海藻資源開展研究，共鑒定出78種底棲藻類,且通過分析得出中街山列島的底棲海藻主要為熱帶性種類、亞熱帶性種類、暖溫帶性種類以及冷溫帶性種類，但以暖溫帶性為主要種類。王鐵桿等[19]于2007年10月—2009年6月對洞頭列島沿岸海域的大型底棲海藻進行調查研究，經分析得出該區海藻區系以暖溫帶性與亞熱帶性海藻為主，分別占其總數的64.13%和26.09%。總結得出，在熱帶-亞熱帶海域中，大型海藻種類多以熱帶性種類和亞熱帶性種類為主，且本次調查研究的結果與其他學者的研究結果大多相似。

從垂直分布的角度來說，永興島海域的大型海藻多分布在中潮帶和低潮帶中，大多從中潮帶開始慢慢延伸，會出現許多典型的常見種，到低潮帶物種分布的更豐富些，但是高潮帶卻未有大型海藻分布。朱四喜等[20]對浙江省中街山列島的巖相潮間帶底棲海藻進行了研究調查，初步顯示該區域存在底棲海藻34種，其中紅藻種類是該區域的優勢種，且約有91.2%的調查海藻種類皆分布在低潮帶中，種類數垂直分布特點：潮間帶種類數自高到低依次為低潮帶、中潮帶和高潮帶,體現了垂直分帶的現象。張才學等[21]于2011年4月—2012年1月對硇洲島大型海藻群落的季節演替進行調查研究，發現此海域大型海藻不同物種其垂直分布特征為從高潮帶往低潮帶種數不斷增多，而且其生物量也由高潮帶向低潮帶逐漸增大。由此可知，分布在熱帶-亞熱帶海域的大型海藻多分布在低潮帶中，分布在高潮帶中的種類相對較少，對照其他學者的相關研究結果，本次結果與其較為相似。

本次資源調查可以得知西沙永興島海域大型海藻種類、數量及分布環境的大致情況，對該海域海藻資源的保護具有積極意義，也對海洋海藻資源的合理利用與科學管理有參考價值，且通過比較不同海區大型海藻資源的分布情況，有利于維護該海域的海藻資源和海洋資源的多樣性，對今后可持續合理開發永興島海藻資源具有重要意義。