涠洲岛珊瑚礁海洋公园海域营养盐含量变化及富营养化研究

根据2013～2016年9月(夏季)涠洲岛珊瑚礁海洋公园海域水质指标的监测结果,分析了涠洲岛珊瑚礁海洋公园的水质状况、营养盐的组成及年际变化趋势。结果表明,涠洲岛珊瑚礁海洋公园海域夏季海水环境因子(水温T、盐度S、pH和溶解氧DO)相对稳定,适合珊瑚的生长和繁衍;整体水质质量状况较好,符合一类海水水质标准;溶解态无机氮中NO-3-N、NO-2-N和NH+4-N含量变化差别不大,DIN浓度整体呈下降趋势,NO-3-N与DIN的变化趋势基本相似,且对DIN的贡献最大;受陆源输入及海水交换作用的影响,PO3-4-P呈轻微下降趋势;海水富营养化指数在0.03～0.21之间变化,未达到富营养化水平;N/P比值偏大,平均值为54.5,呈逐年下降趋势;涠洲岛珊瑚礁海洋公园海域主要属于磷限制,整个海域处于贫营养化程度。     

涠洲岛珊瑚礁系统特征及台风对其影响

文章通过对涠洲岛珊瑚礁生态系统近20年的环境监测数据的梳理,结合前人研究,分析涠洲岛珊瑚礁生态系统的水质、生态和地貌特征以及极端天气过程(台风和暴雨)对其的影响。结果显示,涠洲岛珊瑚礁生态系统的水质、生态和地貌现状均健康良好,适宜珊瑚礁的生长发育,但总体呈现衰退趋势。极端天气过程的影响会给涠洲岛珊瑚礁生态系统造成短时间内的毁灭性打击。随着人类活动的加剧,涠洲岛珊瑚礁生态环境质量有所降低,应引起足够的重视。对涠洲岛珊瑚礁生态系统长期的监测和研究,不仅可以为保护和开发管理海岛珊瑚礁提供科学支撑,也为验证达尔文的环礁成因学说提供第一手资料。     

基于系统保护规划理论的广西海域优先保护格局分析

基于广西海域红树林、珊瑚礁、海草床等生境数据,在系统保护规划理论框架下,利用Marxan软件构建了广西海域优先保护格局以识别保护空缺.结果 表明:广西海域优先保护区集中在三娘湾、合浦、涠洲岛海域,部分区域游离在现有保护体系外.与广西海洋生态红线对比,保护空缺主要分布在沿岸滩涂分布区、红树林分布区和涠洲岛珊瑚礁分布区.本...     

单轴抗压强度揭示南海珊瑚骨骼结构的差异

通过单轴抗压强度测试法,测量南海北部涠洲岛和南部南沙群岛美济礁块状珊瑚骨骼的抗压强度,将工程力学和珊瑚礁地质生态学相结合,用定量的数据揭示南海南、北部珊瑚骨骼结构的差异性。结果表明,美济礁珊瑚的单轴抗压强度近3倍于涠洲岛样品,显示涠洲岛珊瑚的承载能力相对较弱。南沙群岛海域珊瑚样品的力学性质呈弹性曲线规则变化,而涠洲岛珊瑚的抗压强度时间曲线呈现不规则变化,有不断压密、调整、再压密的过程。通过对破坏后样品的观察,涠洲岛样品的破坏并没有发生在沿生长轴线的方向,而是在孔洞和骨骼密度小的部位。生物侵蚀加重、孔洞增多导致涠洲岛珊瑚骨骼结构的改变,进一步导致了珊瑚不仅抗压强度差、承载力下降,而且力学性质紊乱。该研究工作用定量的数据论证了海水污染对珊瑚骨骼结构改变的影响,建议开展岛礁工程、生态修复等工作之前的首要任务是保护水质、控制排放、有效治理海水污染。     

涠洲岛珊瑚礁海洋公园海水因子分类和水质评价

为保护涠洲岛珊瑚礁海洋公园的海洋环境,促进其海洋生态的可持续发展,文章根据2013—2017年该区9个站位的海洋环境监测数据,选取化学需氧量(COD)、石油类(Oil)、溶解氧(DO)、无机氮(DIN)和无机磷(DIP)5种海水因子,分别采用污染因子分类评价、单因子污染指数评价、有机污染指数评价和水质综合指数评价的方法,对海水因子的含量和分类以及海水水质进行评价。研究结果表明:各因子的平均含量大部分符合海水水质一类标准;COD和DIP未对海水环境造成污染,Oil从常态因子迅速上升为关键因子又逐渐下降为常态因子,DO从关键因子迅速下降为常态因子,DIN从常态因子迅速上升为关键因子;海水中DO超标,基本未受有机污染,水质整体状况为清洁。     

北部湾近岸海域环境质量状况、环境问题分析以及环境保护建议

文章根据2011—2015年北部湾广西近岸海域海水、沉积物、海洋生态以及生物体质量监测与调查结果,采用单因子污染指数评价法、综合污染指数法、生物多样性指数法、质量分级评价法等对该海域环境质量状况进行评价,采用spearman秩相关系数法对该海域水质和沉积物质量变化趋势进行分析,结合广西海洋生态状况剖析海洋环境问题。结果表明:北部湾广西近岸海域海水质量良好,表层沉积物质量优良;但生物多样性指数偏低,水质异常和藻类异增殖现象增多,重要生物生境受侵扰严重,局部海域污染现象持续存在,入海河流未完全消除劣五类水体,环境隐患不可忽视。建议地方政府及相关部门围绕新《中华人民共和国海洋环境保护法》和水污染防治行动计划等要求,采取有效措施,全力保障广西海洋生态环境安全。     

珊瑚礁环境质量变化的价值评估——以涠洲岛为例

以涠洲岛为例,使用非市场价值评估手段对涠洲岛珊瑚礁环境质量进行了非使用价值评估,分析了珊瑚礁环境质量变化所产生的价值损益。2012年在涠洲岛通过模拟3种珊瑚礁环境质量变化,对上岛游客进行调访,游客从影响珊瑚礁环境质量的珊瑚礁覆盖度、珊瑚礁种类以及海水能见度3方面进行考虑,选择最终旅游目的地,共调查300位游客,收集有效数据900份。应用随机效应理论和混合对数模型进行分析和评估,结果显示,当涠洲岛珊瑚礁环境质量提升时,将会人均获益399元/年;当涠洲岛珊瑚礁环境质量略有下降时,将会损失人均561元/年;而当珊瑚礁环境质量下降较大时,人均损失将达到918元/年。同时,本研究的成果可以推广到其它海岛以及陆地进行环境质量变化评估,并且可以评估未来气候变化条件下对珊瑚礁生态系统的价值损失。     

涠洲岛珊瑚礁生态恢复可行性评估及其恢复策略

广西涠洲岛地处世界珊瑚礁分布的北缘,其造礁石珊瑚具有较高的生态价值和科学研究价值,然而近30年来涠洲岛的造礁石珊瑚资源呈逐年下降趋势,正面临生物多样性衰退和生态服务功能下降的威胁。本研究针对涠洲岛珊瑚礁生态衰退区域,参照珊瑚礁生态恢复潜力评估决策流程进行恢复可行性评估和恢复策略探讨。结果显示,该区域有造礁石珊瑚5科10属21种;表征海水水质质量的6项指标均在I类水质标准范围,且常年处于贫营养化;大型海藻覆盖率不足1.00%,90.00%以上的珊瑚礁鱼类为杂食性,且该鱼类种群结构有利于调控大型海藻的暴发性生长,与大型藻类和浮游动植物的多样性相适应,适宜珊瑚生长。但该区域造礁石珊瑚平均覆盖率仅有5.60%,底质类型57.27%为礁石,34.30%的底质为非稳定的碎石和砂,珊瑚幼体补充量平均为3.17 ind/m²,珊瑚幼体更新缓慢。以上结果表明,涠洲岛珊瑚礁具有一定的自然恢复潜力,但珊瑚覆盖率低、幼体补充量少以及部分底质结构不稳定是限制涠洲岛珊瑚礁自然恢复的主要因素,需要加强人工干预。在减少人类活动干扰的前提下,适时进行园艺式培育珊瑚苗种、批量珊瑚原位种植和构建人工珊...     

广西涠洲岛珊瑚分布状况研究

文章根据2017年涠洲岛最新珊瑚本底调查资料,对比分析近10年来,涠洲岛珊瑚种类数量、分布状态以及优势物种变化状况。结果表明,涠洲岛珊瑚以造礁珊瑚为主体,高达10科23属41种,其次为分布有较多的柳珊瑚,为4科12属14种,此外也分布有少量的软珊瑚、群体海葵;珊瑚主要分布于近海海岸一带,以0. 5～6 m的珊瑚礁坪生长带为主,具有明显的分带特点;对比2008年调查数据,本次调查发现涠洲岛海域珊瑚优势物种发生了变化,由角蜂巢珊瑚属变为滨珊瑚属,蔷薇珊瑚属不再是优势属,反而新增了蜂巢珊瑚属和牡丹珊瑚属,此外珊瑚覆盖度较2008年出现了下降趋势,表明了涠洲岛珊瑚生存状况受到了人为活动等因素的影响。     

北部湾涠洲岛珊瑚礁底栖贝类的群落特征

珊瑚礁是全球生物多样性最高的海洋生态系统之一,底栖贝类是该生态系统的重要组成类群。为了解北部湾涠洲岛珊瑚礁底栖贝类的群落现状及特征,于2015年秋季(10月)与2018年春季(5月)采用水肺潜水截线样条定量调查法对涠洲岛珊瑚礁区6个断面的底栖贝类进行了调查,并分析了物种组成、丰度、生物多样性指数等群落特征。综合两次调查结果显示涠洲岛珊瑚礁区共有底栖贝类128种,分别属于多板纲1科1属3种,腹足纲25科46属68种,双壳纲22科31属57种。优势种为斑顶拟舌骨牡蛎、粗衣蛤、刺荔枝螺、马蹄螺、杂色牙螺、青蚶、旗江珧、甲虫螺、蕾丝蟹守螺、珠母爱尔螺。2018年春季定量断面采集到的样品为2纲14科43种,各断面的丰度、生物量、多样性指数、物种丰度指数和均匀度指数均值分别为3.39个/m2、86.94 g/m2、3.31、3.50、0.37。通过对两年的调查数据比较,发现2015-2018年涠洲岛珊瑚礁区的贝类生物群落呈现良好演替发育趋势。南海珊瑚礁区贝类群落结构可能受到了人为干扰强度和纬度的双重影响。本研究全面掌握了涠洲岛珊瑚礁底栖贝类的种类、分布区及群落的结构与变化,可为该地区海洋生物资源开...     

广西涠洲岛滨海湿地潮下带海草、红树林与互花米草的分布和群落结构特征

系统报道了广西涠洲岛的潮下带海草、红树林以及互花米草的分布和群落结构特征.2019—2020年的调查结果表明,涠洲岛海草分布于南湾西侧,紧邻珊瑚礁区,面积4246 m2,为潮下带的生长形式,海草种类仅见卵叶喜盐草(Halophila ovalis);真红树植物有6种[红海榄(Rhizophora stylosa)、海漆...     

涠洲岛珊瑚礁的发育过程及其与气候的对应关系

涠洲岛位于热带北缘,对珊瑚生长而言其纬度相对偏高,冬季低温是制约其珊瑚生长和珊瑚礁发育的关键因素。重建涠洲岛珊瑚礁发育的过程,对于了解珊瑚对过去气候的响应以及预测珊瑚礁的发育趋势等具有重要科学意义。以涠洲岛珊瑚礁钻孔（GS-3）为材料,利用高精度铀系测年技术测定珊瑚年龄,建立涠洲岛珊瑚礁发育的年代框架;通过粒度、生物组分、矿物成分分析揭示了其物质组成。结果显示,GS-3岩芯5.57 m处的珊瑚铀系年代为3737±17 aBP（相对于公元1950年）,基于此年代计算的珊瑚礁平均发育速率为1.49 m/ka。在3737～2476、2288～1191以及325 aBP以来涠洲岛珊瑚礁快速发育,其发育速率分别为2.21、1.13及1.85 m/ka;在2476～2288、1191～325 aBP珊瑚礁缓慢发育,发育速率分别为0.64、0.48 m/ka。沉积物的生物组分主要为珊瑚、珊瑚藻和软体动物;矿物成分主要为文石和石英。基于珊瑚礁发育速率与气候背景的关系对比,得出涠洲岛珊瑚礁快速发育阶段与全新世大暖期后期、罗马暖期以及现代暖期大致对应;缓慢发育阶段与降温期、黑暗时代冷期后期、中世纪气候异常期、小冰期前期大致对应。总体来看,相对高纬度的涠洲岛珊瑚礁的发育快慢受气候冷暖所调控,暖期的气候有利于珊瑚生长和珊瑚礁发育,冷期珊瑚礁发育慢。     

广西涠洲岛黄廯蜂巢珊瑚、肉质扁脑珊瑚的胚胎和幼虫的早期发育

研究造礁石珊瑚的有性繁殖来探索珊瑚礁的生态修复是近年来的热点。本文于2018年5月采集广西涠洲岛自然海域中的黄廯蜂巢珊瑚(Favia favus)和肉质扁脑珊瑚(Platygyra carnosus)至室内养殖,收集受精卵,观察和记录其胚胎和幼虫的早期发育过程。结果显示,黄廯蜂巢珊瑚和肉质扁脑珊瑚都是雌雄同体,体外受精,在月圆后5~8 d产卵;发育过程都经历卵裂期、囊胚期、原肠胚期以及浮浪幼虫期;两者的卵母细胞都不含虫黄藻。本研究记录了涠洲岛造礁石珊瑚的有性繁殖行为,为进一步利用有性繁殖来进行珊瑚礁的生态修复提供了理论基础。     

涠洲岛珊瑚礁生态系中浮游动植物与环境因子关系的初步探讨

本文根据1990年4月、10月间的理化分析数据，结合2002年9月涠洲岛珊瑚礁生态环境的调查状况，首次从珊瑚礁生态系的角度初步探讨该岛区浮游动植物与环境因子的关系。结果表明：该岛区浮游动植物的分布具有明显的区域性和季节性，既体现了珊瑚礁生态系具有较高的初级生产力特征，也体现了浮游动植物具有显著的季节交替现象。相关分析显示，水温、盐度、N，P，Si营养盐对浮游植物的种类组成及数量变动均有明显影响，但对浮游动物的影响不大；N是该生态系中浮游植物的限制因子，P限制状况只有在珊瑚礁生长带较深的海域出现，Si呈相对富足状态。     

涠洲岛珊瑚礁近千年的发育过程及其对气候变化的响应*

高纬度珊瑚栖息地能否成为气候变暖背景下热带珊瑚物种的“避难所”仍不明确, 南海北部的相关研究更是稀少。本文以取自涠洲岛的2根珊瑚礁沉积岩心为研究对象, 通过U-Th定年、沉积组分分析以及珊瑚种属鉴定等方法, 探讨近千年以来珊瑚礁的发育过程及其对气候变化的响应。研究结果发现, Core1(石螺口)岩心沉积的3个快速堆积阶段分别与罗马暖期、中世纪暖期和现代暖期大致对应; 而2个缓慢堆积阶段则分别与黑暗时代冷期和小冰期大致对应, 证实了温暖的气候对珊瑚礁发育有促进作用, 而寒冷的气候则不利于珊瑚礁的发育; 此外, 现代强烈的人为干扰可能也导致了涠洲岛珊瑚礁的迅速退化。Core2(南湾)中陆源沉积含量高, 珊瑚年龄主要集中在800AD—950AD和现代这两个时间段内, 其原因可能与环境变化、风暴作用及湾内现代珊瑚分布特征有关。通过对比这两个站位的珊瑚礁沉积特征, 本文进一步提出“完全避难所”和“非完全避难所”的概念, 揭示涠洲岛珊瑚可能同时具有低纬度热带珊瑚礁和高纬度珊瑚群落这两种发育特征和趋势。     

高温白化事件可提高涠洲岛澄黄滨珊瑚（Porites lutea）的耐热性

近年来,全球气候变暖引起的海水表层温度上升导致大规模珊瑚白化事件频繁发生,严重损害了珊瑚礁的生态健康。为了揭示白化事件对澄黄滨珊瑚（Porites lutea）耐热性的影响,进一步探索滨珊瑚对高温的生理响应,本研究对广西涠洲岛2020年夏季极端高温白化事件前、后的澄黄滨珊瑚进行了高温胁迫对比实验,并进行了生理生化指标分析。结果显示:（1）两组澄黄滨珊瑚对高温胁迫的响应模式一致,均表现为珊瑚触手收缩,虫黄藻密度、最大光量子产量（Fv/Fm）和叶绿素a含量明显降低,抗氧化物（总超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、还原型谷胱甘肽）和铵同化酶（谷氨酰胺合成酶）活性（含量）先升后降;（2）经历高温白化事件后的澄黄滨珊瑚生理指标表现更佳,其抗氧化物和铵同化酶都始终保持高的活性及灵敏的响应。这意味着涠洲岛的澄黄滨珊瑚经历高温白化事件后,可以通过提高抗氧化物和铵同化酶活性来提升耐热性,是其应对全球变暖的策略之一。本研究还揭示了涠洲岛澄黄滨珊瑚应对极端高温的生理响应模式,为珊瑚礁保护和生态修复提供了理论支持。     

秋季涠洲岛珊瑚礁主要鱼类营养关系的初步研究

本研究利用碳、氮稳定同位素（δ¹³C、δ¹⁵N）技术,估算了秋季涠洲岛珊瑚礁主要鱼类的营养级（TL）和主要碳源,结合6个群落营养结构量化指标,初步分析秋季涠洲岛珊瑚礁主要鱼类的营养关系。结果表明,不同鱼类之间的δ¹³C和δ¹⁵N值差异显著（p < 0.01）,其中,δ¹³C值介于−18.3‰～−15.4‰,δ¹⁵N值介于12.9‰～16.3‰。鱼类TL介于2.5～3.4,平均TL为3.0 ± 0.8,显示涠洲岛的鱼类以肉食性为主。涠洲岛鱼类的有机碳源比较复杂,但大型海藻和底栖微藻是驱动鱼类食物网的关键碳源。鱼类群落的食源多样性水平和营养级长度（CR和NR）分别为2.35和3.09。凸多边形总面积（TA）、平均离心距离（CD）、平均最近相邻距离（MNND）和最近相邻距离的标准差（SDNND）分别为4.48、0.89、0.40和0.29,表明涠洲岛珊瑚礁鱼类群落的营养结构具有营养冗余程度较高,但食物链较短和营养多样性低等特征。以上结果表明,涠洲岛珊瑚礁生态系统食物网结构不完整,未来有必要开展适当的管控和修复措施恢复涠洲岛珊瑚礁生态系统的结构和功能。