海南岛珊瑚岸礁的特征

本文分析了海南岛珊瑚岸礁的成礁环境,论述了本岛岸礁的结构特征,进而划分了岸礁类型,最后探讨岸礁发育与海平面变化的关系。     

南海珊瑚礁高分辨率遥感地貌分类体系研究

珊瑚礁遥感地貌分类体系在珊瑚礁遥感地貌制图中具有重要的指导作用。目前,珊瑚礁遥感地貌分类体系仍存在构建标准不统一、部分重要地貌类型不突出以及涵盖地貌类型不完备等问题,影响了珊瑚礁遥感地貌制图应用于珊瑚礁科学和管理。本文采用中国南海46个珊瑚礁(环礁、台礁)的高分辨率遥感影像(WorldView-2、Quickbird),并结合西沙群岛15个岛礁的地貌实地调查数据进行南海高分辨率遥感地貌分类体系的构建研究。以各地貌类型所处礁体位置、动力特征、出露程度和沉积类型为划分标准,将相似尺度和重要性相当的地貌类型归为同等级别,共构建了3级19类南海珊瑚礁遥感地貌分类体系。该分类体系划分标准统一、地貌类型数量最多且完备,新命名了内礁坪生物稀疏带、内礁坪生物丛生带,补充了水下礁脊、潮间带浅滩、浅水礁塘等地貌类型,便于直观理解和推断不同尺度的海洋生态相互作用及重要性。同时,其多等级多尺度性适用于分辨率由低到高的南海珊瑚礁遥感地貌制图,有助于珊瑚礁态势演变分析、管理和保护,为维护国家海洋权益作出应有的贡献。     

广西涠洲岛海域珊瑚礁现状及其保护策略研究

通过对2005年涠洲岛珊瑚礁生态调查,结合对以往资料和数据的分析,对比1984年和1964年2次调查结果,掌握涠洲岛珊瑚礁的现状.同时讨论了涠洲岛珊瑚礁区面临的生存威胁,提出保护和管理涠洲岛珊瑚礁的建议,以期建立可持续的生态旅游开发与新型的生态保护生态管理体系.     

南海珊瑚礁人工岛淡水透镜体形成过程及影响因素

中国目前在珊瑚礁上建设人工岛的目标是建成生态宜居岛屿,人工岛地下海水在降雨入渗驱替作用下逐渐淡化,形成的淡水透镜体是支撑岛屿生态系统的重要水源。本文针对南海珊瑚礁普遍存在的上土下岩的二元地质结构,考虑不同测量方法得到的南海人工岛填筑所用珊瑚砂渗透系数存在较大差异,建立了珊瑚礁人工岛淡水驱替海水形成淡水透镜体的动态模拟模型,对南海某珊瑚礁人工岛开展了系列数值模拟研究。结果表明,人工岛礁二元地质结构不同的渗透性对人工岛淡水开始形成时间无明显影响,填岛完成2年左右的时间可观测到淡水,估计（或理论计算）在10~20年内可形成相对稳定的淡水透镜体;在人工岛面积达到一定规模的前提下,全新世珊瑚砂沉积物渗透性是控制人工岛礁淡水透镜体的主要因素,能够形成的淡水透镜体体积随渗透系数增大而呈对数减小,并且淡水透镜体体积随全新世沉积物渗透性增大而减小的速率较淡水透镜体厚度更加显著;淡水透镜体越过不整合面进入更新世礁灰岩后,由于含水层渗透系数突然增大,淡水透镜体向水平方向扩展,在礁灰岩顶界形成“髭”状淡水体。     

Where Have All the Beaches Gone? Coastal Erosion In The Tropics

From a physical geography perspective, tropical coasts are characterised by coral reefs, mangroves and carbonate beaches on atolls and low reef islands. They face threats not only from sea level rise, but also from human activities that destroy mangroves, degrade coral reefs and accelerate beach erosion. Physical conditions in the tropics are suitable for the ideal tourist beach. Conceptually, the tourist coast can be considered as the integration of a physical system (the coast) and a human system (tourism). Studies have been carried out on various types of tourist coasts in Southeast Asia. For many atoll island states, sea level rise is more than just a threat to their tourism; it also determines their survival. In recent years, assessments of their vulnerability and adaptation have favoured a more integrative approach of physical and human sciences. Hopefully, this should result in a better analytical tropical geography that could play an important role in reducing coastal erosion and assist the small island states.     

黄海南部海门近岸牡蛎礁发育的物质基础与环境背景

中国的现代牡蛎礁多发育在河口,但位于黄海南部的海门市近岸牡蛎礁却发育在非河口地区。利用对岩芯和剖面进行的岩相、粒度、硅藻及¹⁴C年代等因子的分析测试数据,对黄海南部的海门市近岸牡蛎礁的发育场所和环境背景进行了探讨。结果发现,该地在距今5630年左右发生了一次重要的沉积环境变化,由之前的潮间带环境转变为之后的河口砂坝或者受河口影响的潮流砂脊相环境,形成了适宜牡蛎生长和牡蛎礁发育的条件。尽管牡蛎礁现在出露在粉沙淤泥质潮滩上,但是其发育的基底不是粉砂淤泥质潮滩,而是河口砂坝或者受河口影响的潮流砂脊。黏土矿物特征还显示出,海门牡蛎礁的发育还与长江口的影响密切相关。     

西沙群岛琛航岛全新世珊瑚礁的起始发育时间及其海平面指示意义

以西沙群岛琛航岛珊瑚礁钻孔为材料，通过高精度铀系测年技术测定了全新世底界的年代；同时利用MAT-253同位素质谱仪和电感耦合等离子体质谱仪测定了0~20 m层段δ¹³C、δ¹⁸O和锶元素的质量分数，以U-Th年龄为基础，结合δ¹³C、δ¹⁸O和锶元素的质量分数均在16~17 m之间明显降低这一特点，得到琛航岛全新世珊瑚礁的起始发育时间为距今7 900 a前，不整合于晚更新世的珊瑚礁体（年代老于110 ka）之上，全新世礁体的厚度为16.7 m。考虑研究区域新构造活动相对稳定，以及南海现代珊瑚礁的礁坪面与大潮低潮面基本一致，琛科2井的钻孔井位高于现代礁坪约2.9 m，推测其起始发育时的位置在现代海平面大潮低潮面之下约13.8 m，即西沙群岛海域7 900 a前的海平面在现代海平面以下约13.8 m，近7 900 a以来海平面上升了至少13.8 m。这一结果为理解全新世南海珊瑚礁的发育历史及海平面变化提供了新的信息。     

徐闻县西部珊瑚礁的分布与保护

雷州半岛属热带北缘季风气候,沿岸海洋属热带海洋,生长浅水造礁石珊瑚,但只有雷州半岛西南部沿岸形成珊瑚礁,是中国大陆(不含岛屿)沿岸唯一的礁区.主要为岸礁,有个别为斑礁.徐闻县西部沿岸有16段珊瑚礁,初步统计总长约37.5 km,面积30.1 km2.由于人类不当的开发导致珊瑚不断死亡,珊瑚礁生态退化.现已成立的珊瑚礁自然保护区,应予加强管理.海水养殖珍珠与珊瑚礁自然保护事业是可以协调发展的.     

全球气候变化下南海诸岛保护优先区识别分析

全球变化下,珊瑚礁保护区是保护生物多样性、增强珊瑚礁对气候变暖抵抗力的有效方式,而维持珊瑚礁弹性是其核心内容。针对珊瑚礁最具有威胁性的热压力因子,基于南海1982—2009年卫星观测海表面温度（SST）数据和CMIP5加拿大地球系统模式CanESM2模型预估的2006—2100年南海SST数据构建热压力强度模型,从维持珊瑚礁弹性的角度识别IPCC RCP 4.5和RCP 8.5情景下南海诸岛保护优先区。结果表明：RCP 4.5和RCP 8.5情景下13%左右的南海诸岛珊瑚礁识别为保护优先区。根据热压力强度与珊瑚抵抗力及避难所关系,西沙群岛七连屿和晋卿岛近年观测与未来预估的热压力强度均比较低,在保障其服务功能的基础上建议实施完全保护;东沙群岛东沙环礁和中沙环礁排洪滩近年观测急性热压力强度较高但未来预估热压力强度较低,建议实施50%禁止利用保护;中沙群岛黄岩岛近年观测和未来预估的急性热压力强度均比较低,建议实施50%多用途保护。南沙群岛有14%左右的珊瑚礁识别为保护优先区,根据其热压力强度可实施30%~100%禁止利用保护或30%~50%多用途保护。RCP 4.5和RCP 8.5情景下的南海诸岛保护优先区及保护对策,可为维持珊瑚礁生态弹性及应对全球气候变化提供重要的参考价值。     

基于改进鹰鸽模型的南沙群岛岛礁争端及其影响因素分析

南海地区岛礁的争端博弈影响国家安全和地区发展,基于改进的鹰鸽模型,综合地理因素和国家的对抗偏好对南沙群岛岛礁争端的博弈情况进行分析。结果表明：①南沙群岛北部海域岛礁的平均地理价值和竞争激烈程度较高,中国、越南和菲律宾在此区域均有控制岛礁且国家之间地缘位势的非对称性接近,未来可能成为权益争端的热点区域;②中国和声索国选择合作的概率受岛礁地理价值、国家在岛礁的地缘位势、冲突成本以及对抗偏好共同影响,地理价值、对抗偏好与选择合作的概率呈负相关;冲突成本与选择合作的概率呈正相关;国家在岛礁的地缘位势接近时,选择合作的概率最小;随着地缘位势差距增大,非对称性增强,选择合作的概率上升;③在南沙岛礁争端中,中国与马来西亚合作概率较大,与越南合作不稳定,与菲律宾合作概率最小。     

珊瑚礁海水pH变化及其对海洋酸化的意义

珊瑚钙质骨骼δ11B重建的海水pH时间变化序列显示：珊瑚礁海水pH的长期变化具有显著的年际―年代际波动周期,并且这些波动是区域海洋气候过程和珊瑚礁海水生物活动共同作用的结果。珊瑚礁生态系统中的生物活动（光合呼吸作用和钙化作用）控制着海水碳酸盐系统的组成,调节着海水pH的变化。这一过程在全球气候环境变化和区域海气过程的影响下,一起作用于珊瑚礁海水pH的变化,因而使得不同海域的珊瑚礁海水对海洋酸化的响应有所差别。研究珊瑚礁生物活动在长时间尺度上对海水pH的作用对认识珊瑚礁海水酸化机理十分重要,同时也是了解珊瑚礁生态系统如何响应海洋酸化的重要手段。     

南沙他国侵占岛礁战略价值及空间格局评价

从建岛潜力、岛礁辐射能力和岛礁承载能力3个方面选取26个指标，采用主客观综合赋权法确定各因子权重，利用线性加权法获得被越南、菲律宾、马来西亚、文莱等国所侵占的南沙44个岛礁的战略价值，并对结果进行空间插值，分析其空间格局特征。结果表明：1）被马来西亚侵占的弹丸礁、越南侵占的南威岛、以及菲律宾侵占的中业岛，其战略价值位列前3，评价得分分别为100、98.42和97.09。2）岛礁辐射能力空间分布格局呈现“NW—SE条带式”，“最高”和“高”等级的区域由研究区西北延伸至东南，然后向东北、西南两侧递减，辐射能力格局中有2个核心区域和2个次级核心区域。承载能力空间分布格局呈现“横向条带式”，由北向南越来越低，有1个核心区域和2个次级核心区域。建岛潜力空间分布格局有3个核心区域及2个次级核心区域。3）岛礁战略价值空间分布格局有3个核心区域，分布于研究区中部、北部及南部，与越南、菲律宾、马来西亚密切相关的核心区域各有1个。越南侵占岛礁最多且空间分布较广，有2个次级核心区域也与越南密切相关，越占岛礁若进一步建设，将形成多核心协同的战略格局，需密切关注。     

基于侧扫声呐影像的南海珊瑚礁沉船及周边地形重建

利用南海某珊瑚礁区所获得的一艘沉船的单幅侧扫声呐影像,定量重建了沉船及其周边地形。沉船区侧扫声呐数据经过格式转换、影像生成、水体去除、影像增益校正和坐标转换等预处理后,采用明暗恢复形状（Shape From Shading, SFS）方法反演声呐影像的水深,获得沉船区的水下地形数据,重建了该区域的三维地形地貌。结果显示,沉船位于珊瑚礁西侧礁坡区,该区为典型的礁坡地貌形态,由东向西水深递增,变化于-1.8~-165.4 m之间,按水深和坡度的不同可划分为地势较平缓的两级阶地和地势陡峭的两级坡地。沉船坐底于礁坡第二级阶地（宽约87 m,平均水深约-26.7 m,平均坡度约5.7°）,船体呈EES—WWN走向,长约45 m,宽约9 m,高约4 m,排水量估计为500~600 t,船体残破。利用侧扫声呐影像开展地形地貌的定量反演和重建是对侧扫声呐影像地形地貌定性分析的有效补充,能更全面、更详细地揭示珊瑚礁地形地貌的特征。     

海南岛澄黄滨珊瑚共生藻对环境变化的适应性

在全球气候变暖和人类活动加剧导致珊瑚礁严重衰退的背景下,以抗逆性强的澄黄滨珊瑚（Porites lutea）为研究对象,于 2013 年 10 月―2014 年 8 月在海南岛文昌和三亚对其共生藻密度及光合效率开展了季节性调查研究。结果显示：1）澄黄滨珊瑚共生藻的密度及光合效率均存在显著的季节变化,共生藻密度在冬季最低、夏季较高,其光合效率在冬季较高,春夏季较低。2）澄黄滨珊瑚共生藻密度的空间差异远小于其季节变化的差异,但水深 1~2 m 澄黄滨珊瑚共生藻的密度普遍高于水深 4~6 m 的澄黄滨珊瑚,三亚澄黄滨珊瑚共生藻的光合效率明显高于文昌。3）进一步分析发现,在诸多环境因子中,海表温度 SST 和水体营养是驱动海南岛澄黄滨珊瑚共生藻密度及光合效率变化的主要环境因素,而光合效率的空间差异则可能是珊瑚对生存环境长期驯化的结果。由于文昌和三亚沿岸海水养殖和潜水旅游等人类活动频繁,礁区海水面临富营养化的风险,推测海南岛澄黄滨珊瑚面临 SST 上升和营养胁迫联合效应的严重威胁。     

Substrate damage and recovery after giant clam shell mining at remote coral reefs in the southern South China Sea

Giant clam shell mining(GCSM),a unique phenomenon occurring at remote coral reefs in the southern South China Sea(SCS),forms striking scars on the reef flats and damages the reef flat substrate.Through image analyses at three times(2004.02.02,2014.02.26,and 2019.04.10)and in situ surveys at Ximen Reef,a representative site that has experienced GCSM,we quantified the GCSM-generated substrate damage and the corre-sponding recovery.GCSM was estimated to have occurred sometime between 2012 and 2014,causing reduction in live coral subarea and formation of micro-relief as trenches and mounds.GCSM-generated damage was restricted to the reef flat.After GCSM,coral and algae subarea increased,and the trenches and mounds tended to be filled and eroded,rep-resenting a natural recovery of the substrate.The legal prohibition on human disturbances at the coral reefs contributed to substrate recovery at Ximen Reef.This case also implied that recovery of the other coral reefs that suffered from GCSM is possible.     

Shore platform development around Lord Howe Island, southwest Pacific

This paper describes the morphology of near-horizontal basalt and calcarenite shore platforms around Lord Howe Island as well as the lithological and process environment in which they occur. The morphology of platforms around the island is highly varied. For instance, they occur at a wide range of elevations between low-tide level and several metres above the highest tides, and their width ranges between just a few metres to over 100 m. However, common to most platforms is that they have near-horizontal surfaces that terminate abruptly in a steep scarp at their seaward edge. Correlations indicate that the variability in platform elevation and width is attributable to variability in key parameters of erosion, such as rock resistance and shoreline water depth. Whereas wider platforms occur in rocks of lesser resistance, platform elevation is shown to increase both as rock resistance and the depth of water at the shoreline increases. Wave exposure has a significant control on platform width in some instances, but an over-arching relationship was not detected. Most platforms around the island appear to have developed over the Holocene and a conceptual model is proposed to account for the varied morphology of platforms that have developed over this period. Resistant plunging cliffs occur along about 18% of the rocky coastline of Lord Howe Island and represent the starting point for the model. Where cliffs have yielded to wave erosion platforms have been initiated at an elevation controlled predominantly by rock resistance and shoreline water depth. At Lord Howe Island narrow platforms up to about 20 m wide in exposed locations generally occur about 4 to 6 m above high tide level, and have apparently been subject to very infrequent erosion. Shore platforms about 20 to 40 m wide have generally formed in less resistant rocks, are somewhat lower at about 2 to 3 m above high tide level, and have been subject to more frequent erosion over the Holocene. Most basalt platforms around the island fall within these first two categories, but there are some instances of platforms about 50 m wide. These platforms have formed in rocks of comparatively low resistance and are relatively low in elevation occurring close to the level of high tide. An interesting feature of some of these wide platforms is that, unlike the morphology of narrower platforms, raised ramparts sometimes occur on their outer edge.     

珊瑚礁生态修复的理论与实践

南海乃至全球的珊瑚礁生态系统都处于快速退化中,珊瑚礁的生态修复因此成为社会关注的热点内容,但相关理论与技术仍在探索之中。保护珊瑚礁的生态环境、避免对珊瑚礁进一步的破坏无疑是最关键的策略。对于已退化珊瑚礁的修复,初步有以下认识：1）珊瑚移植是重要的技术手段,可通过对移植后的珊瑚进行损伤组织修复、重建免疫系统、改变共生体虫黄藻系群结构等增强移植珊瑚适应新环境的能力。2）园艺式养殖、养殖箱培养等是提供珊瑚移植对象的相对有效途径;人工鱼礁则是协助珊瑚建立发育基底的重要手段;营造和维持适合珊瑚生长的环境有助于提高珊瑚礁生态修复成效。3）可借助水流扩散、幼虫附着和变态行为的化学诱导、微地形对幼虫附着的帮助等可促进珊瑚浮浪幼虫的传播和存活。4）通过杂交等手段改变珊瑚及其共生虫黄藻的基因类型,提升珊瑚对环境的耐受能力和恢复潜力等技术则仍处于实验室试验阶段。     

石芝珊瑚（Fungiidae）的分类、生活史及其生物地理研究进展

石芝珊瑚（Fungiidae）作为珊瑚礁生态系统框架的主要构建者之一,以其丰富的物种多样性、独特的移动性和对环境变化的强适应性,在维持珊瑚礁生态系统的稳定中起重要作用。文章综述了国内外对石芝珊瑚的研究进展,包括：1）物种多样性;石芝珊瑚可起源于白垩纪中期,现共有17属、约55种,具有多样化的进化分歧与丰富的物种多样性。2）生活史（繁殖、营养模式、生长发育与移动性）;石芝珊瑚具备独特的生活史策略,双向性别转换（bidirectional sex conversion）可增强石芝珊瑚种群的繁殖成功率与环境适应性,而成体移动性（adult mobility）则能够有效拓宽石芝珊瑚生态位,并提高其种群的竞争力与恢复力。3）空间分布模式（跨大陆架分布、珊瑚礁地貌带分布与纬向分布）及影响因素;石芝珊瑚是全球性的珊瑚物种,其能够在岩石、沙地、淤泥等多样化的生境中存活,具有广阔的生物地理分布范围。基于目前石芝珊瑚的研究进展,建议从以下3个方面开展进一步研究：1）基于形态学与分子分类,厘定南海石芝珊瑚科的谱系,阐明南海石芝珊瑚物种多样性的演变规律及驱动机制;2）依托宏观生态调查,揭示石芝珊瑚在南海不同纬度、岛礁、地貌带的分布特征与优势类型;3）利用群体遗传学的研究方法,从南海石芝珊瑚种群历史动态与遗传联通性的角度探讨其对全球气候变化的响应机制。     

2009—2017年南沙群岛珊瑚礁砾洲演变

通过对南沙群岛永暑礁、西门礁和安达礁3个砾洲结合现场实测数字高度模型（DEM）的遥感影像分析，重建了2011（2009）、2013、2015、2017年4个时段的砾洲DEM，分析揭示出珊瑚礁砾洲不同时段的地形地貌特征及其演变过程。结果显示：2009—2017年间，安达礁砾洲以侵蚀为主，砾洲不断缩小，平均高度、面积和体积呈下降趋势；2011—2017年间，永暑礁砾洲以水平和垂直加积为主，砾洲不断扩大增高，平均高度、面积和体积呈增长趋势；西门礁砾洲以水平加积为主，面积呈增大趋势，而平均高度呈下降趋势，体积变化趋势不明显。2011—2017年间，永暑礁和西门礁砾洲呈现向东或东南礁坪内侧潟湖方向的移动，而安达礁砾洲2009—2017年间则向西北方向礁坪外侧移动，移动距离明显大于永暑礁和西门礁砾洲。3个砾洲的演变主要受季风浪和台风浪的控制，表现为砾洲缩减向礁坪外侧迁移和砾洲扩展向礁坪内侧潟湖迁移的2种不同演变模式，这与砾洲各自所在礁坪在珊瑚环礁中的位置，以及礁坪形态造成的礁坪水动力环境的差异有关。南沙群岛珊瑚礁砾洲地貌的演变为深入研究南海珊瑚礁灰沙岛地貌发育演化及动力机制提供了重要的科学基础。     

基于Reef Check调查的涠洲岛珊瑚礁生态状况评价

采用Reef Check（珊瑚礁健康调查法）和珊瑚礁生态系统健康指标因素分析法,对广西北海涠洲岛珊瑚礁健康状况进行评价。Reef Check调查从2001―2012年共进行了11 a,调查区为涠洲岛的竹蔗簝、公山、牛背坑3个地点,调查项目包括鱼类、无脊椎动物、珊瑚礁底质。调查结果表明：涠洲岛周边不同区域的珊瑚礁生态状况有较大差异,在竹蔗簝和牛背坑调查区的珊瑚礁覆盖率较为稳定;而在公山调查区,则发现珊瑚在2002年间出现了大面积死亡的情况,至今尚未恢复。利用珊瑚礁生态系统健康指标因素分析法对涠洲岛珊瑚礁健康状况进行评价,结果表明：竹蔗簝和牛背坑的珊瑚礁健康状态相似,都属于一般,其中牛背坑略好,而公山的珊瑚礁健康状态较差。