长棘海星的暴发及其防治

为有效控制长棘海星暴发,保护珊瑚礁生态系统,文章概述长棘海星的生物特征以及暴发周期、破坏程度和暴发原因,同时基于对我国西沙群岛海域的相关调查和分析,提出防治措施。研究结果表明:长棘海星的主要食物为造礁石珊瑚,具有个体大、数量多和生长快等特点,其暴发严重破坏珊瑚礁生态系统;我国西沙群岛盘石屿海域存在长棘海星暴发的迹象,主要原因包括台风过境、全球变暖和天敌减少等;可综合采取投放天敌、人工清理以及跟踪监测和预警等措施,加强对长棘海星的防治。     

南海长棘海星物种有效性探讨

南海长棘海星暴发已严重威胁到该海域珊瑚礁生态系统健康,乃至整个南海生物多样性。针对南海长棘海星拉丁学名混用、中文名不统一的现状,我们采集了中沙群岛济猛暗沙海域长棘海星样品,结合长棘海星此前物种分类和分布的研究结果,对南海长棘海星物种有效性进行探讨。结果表明：所有长棘海星序列明显分为4个类群,各类群间遗传距离范围为0.087 5~0.104 7,达到了种间差异水平。南海长棘海星与长棘海星的太平洋种聚类到一起,实为太阳长棘海星(Acanthaster solaris),与其余3个种存在明显的种间差异。太阳长棘海星中2个支系间的遗传距离为0.005 3,在COⅠ基因层面属于种内差异。南海长棘海星物种有效性的研究结果为后续开展其遗传特征与适应性机制、种群分布与扩散机制、种群暴发机制等内容的研究提供科学依据。     

西沙珊瑚礁遭大批长棘海星侵蚀

西沙甘泉岛海域的珊瑚礁正遭受长棘海星大军侵袭,数百平方米珊瑚礁变成白骨。长棘海星属于棘皮动物,是一种状似葵花的水生物,浑身长满了剧毒长刺。它们吃珊瑚虫的     

长棘海星暴发对珊瑚礁区沉积物营养盐动力学的影响研究

长棘海星暴发对珊瑚礁生态系统产生了严重危害,而水体营养盐的补充可能是导致长棘海星暴发的一个关键因素。砂质沉积物对调控珊瑚礁区的营养盐浓度和结构起着关键作用,因此本研究通过流动式反应器对长棘海星和砂质沉积物进行模拟实验,分析长棘海星排泄活动及其死亡后有机体降解对水体营养盐的影响,并探究砂质沉积物的响应。实验结果表明:（1）长棘海星排泄的溶解无机氮（DIN）和溶解无机磷（DIP）通量分别为（83.55±4.74）μmol/(ind.·h)和（2.53±0.03）μmol/(ind.·h),这些营养盐可能给长棘海星的持续暴发提供营养条件;（2）砂质沉积物对长棘海星排泄导致的营养盐浓度升高具有缓冲作用,约70.7%的DIN和91.4%的DIP被截留在沉积物中,但沉积物界面营养盐交换导致的氮磷比升高可能不利于珊瑚生长;（3）长棘海星死后的有机体降解可促使沉积物–水界面释放营养盐,结合海星暴发密度估算,其释放的营养盐可导致上覆水中DIN和DIP浓度分别升高0.32 μmol/L和0.01 μmol/L,这可能会促使大型藻的快速生长而妨碍珊瑚的自我修复。     

长袖和服虾——长棘海星的克星

长棘海星是生活在珊瑚礁中的一种有害动物,它专食珊瑚虫,危害珊瑚礁。远在60年代即在印度洋和太平洋的珊瑚礁中发现过大量长棘海星对珊瑚礁的破坏。70年代和90年代初,世界上最大的珊瑚礁澳大利亚大堡礁曾发生过大量长棘海星对珊瑚礁的毁坏情况。我国西沙群岛的一些岛屿水域也发现过长棘海星。据生物生态学家的研究统计,如果100平方米内有一只长棘海星,就足以造成珊瑚礁的毁     

基于环境DNA技术的西沙礁区长棘海星种群丰度研究

长棘海星(Acanthaster planci)作为珊瑚的天敌之一,因其对珊瑚礁生态系统的灾难性破坏而备受关注。然而,长棘海星在南海珊瑚礁生态系统中的时空分布特征仍不清楚。本研究于2020年9月、2021年4月和2022年1月对西沙群岛礁区表层海水进行取样,借助环境DNA(environmental DNA)和实时荧光定量PCR技术分析了表层海水中长棘海星线粒体细胞色素-c-氧化酶亚基I(COTS-mtCOI)基因片段浓度的时空变化,及其与海水温度、盐度、pH、叶绿素含量和营养盐含量等环境因子的相关性。结果发现,2020-2022年,西沙礁区COTS-mtCOI片段浓度的变化范围为0～4.13×10⁷拷贝数/m³,且永乐环礁附近一直有较高的COTS-mtCOI片段浓度。对于华光礁、晋卿岛、羚羊礁、全富岛和赵述岛而言,2020年9月表层海水中COTS-mtCOI片段的平均浓度显著高于2021年4月和2022年1月(p<0.05)。此外,COTS-mtCOI片段浓度与表层海水的温度显著正相关(p<0.05)。研究结果表明,当前长棘海星...     

四种微藻对长棘海星幼虫存活率和生长发育的影响

长棘海星[the Crown-of-Thorns Seastar （CoTS）;Acanthasterspp.]的暴发严重破坏珊瑚礁生态系统的功能和物种多样性, 其幼虫的存活率是决定成体种群密度的关键因素之一,因此了解长棘海星浮浪幼虫阶段的摄食及营养需求对于长棘海星灾害防控至关重要。本研究选用杜氏盐藻（Dunaliella salina）、牟氏角毛藻（Chaetoceros meülleri）、亚心形扁藻（Platymonas subcordiformis）和小球藻（Chlorella vulgaris）4种微藻喂养长棘海星幼虫,通过测定不同喂养条件下长棘海星幼虫的存活率、体长、体宽和胃面积等参数,结合4种微藻的营养含量,综合分析了不同微藻对长棘海星幼虫生长发育的影响。结果表明,不同的藻类投喂对长棘海星幼虫存活和生长发育产生显著的差异。幼虫生长到第16天时,牟氏角毛藻喂养的幼虫存活率为（7.20±0.01）％,所喂养幼虫的体长（678.83 μm）、体宽（391.04 μm）和胃面积（14 628.14 μm²）均显著高于杜氏盐藻、亚心形扁藻和小球藻喂养的幼虫。藻类生理指标和营养成分分析表明,牟氏角毛藻的蛋白质含量、能量、以及C20系列脂肪酸、饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸均高于杜氏盐藻和小球藻,而且其大小可能比较适宜幼虫的捕食。本研究表明特定种类的饵料藻类是决定幼虫发育的关键因素。     

长棘海星又来了!

最近，日本冲绳本岛和石垣岛等琉球群岛一带海域，又出现了长棘海星大面积发生的征兆。大约20年前该海域的珊瑚曾因受到长棘海星的侵害而遭到巨大破坏。但后来得到一     

海蜇幼体环介导等温扩增快速检测方法的建立和应用

针对海蜇早期生活史阶段幼体种类鉴定困难的问题,建立一种快速、灵敏、操作简便的环介导等温扩增(LAMP)快速检测方法.根据海蜇的线粒体细胞色素C氧化酶Ⅰ基因(COⅠ)编码序列,设计LAMP引物,建立了海蜇幼体LAMP快速检测方法,并对LAMP反应体系、反应温度和反应时间进行了优化.结果表明,LAMP方法对海蜇目的基因的最小检测限为0.1 ng DNA.该检测方法特异性较强,与黄渤海其他常见钵水母种类海月水母、白色霞水母、沙海蜇均无交叉反应.利用本研究建立的海蜇LAMP检测方法对不同海域采集的成体海蜇样品和海蜇螅状幼体进行检测,结果显示,成体海蜇和海蜇幼体均呈现阳性结果,表明海蜇LAMP检测方法可以对海蜇幼体进行快速有效的检测.海蜇LAMP检测方法简单快速、灵敏且特异性强,可使其运用于沿海渔业部门海蜇资源的调查工作.     

珊瑚礁中的生物

珊瑚礁支持着一个巨大的生命体系。海绵、海葵、狮子鱼、海参和一些食肉动物如海蛇、石斑鱼等都是珊瑚礁众多居民中的一部分。珊瑚礁为各种生物提()了丰富的食物。海绵吸进微小的有机物,海葵麻痹并吃掉小鱼。绵(鱼尉)在珊瑚顶部搜寻甲壳类动物。—()动物,如长棘海星则是吃珊瑚虫为生的。     

南海珊瑚礁海域黑缘尾九棘鲈生物学特征初步研究

根据2018—2019年在南沙群岛和西沙群岛珊瑚礁海域采集的礁栖鱼类黑缘尾九棘鲈(Cephalopholis spiloparaea)样本, 对其群体结构、性腺成熟度、摄食强度、肥满度、年龄与生长等生物学特征进行了初步研究, 通过对比分析了南海这两个珊瑚礁海域中黑缘尾九棘鲈生物学特征的地理差异。结果表明: 在南沙海域和西沙海域中黑缘尾九棘鲈的平均体长分别为105.5±10.5mm和110.4±13.1mm, 两海域间的体长和体质量分布均具有极显著的差异(P<0.01); 南沙海域与西沙海域样本体长和体质量关系的异速生长因子b值分别为2.881与2.797; 耳石样本分析结果显示年龄范围为0.58~1.44a, 两个海域间并无显著性差异(P>0.05); 由von Bertalanffy生长方程计算所得的生长参数显示, 南沙海域的黑缘尾九棘鲈比西沙海域的体型相对较小、生长速度相对较快; 两海域黑缘尾九棘鲈的性腺成熟度均以Ⅱ期为主, 且西沙海域样本性腺成熟比例高于南沙海域; 摄食等级以1级为主, 两个海域间的摄食等级分布无显著性差异(P>0.05); 与西沙群岛海域相比, 南沙群岛海域的黑缘尾九棘鲈群体表现出肝体比较低的特征。     

西沙群岛珊瑚礁海域浮游动物群落结构初步分析*

为了解西沙群岛珊瑚礁海域浮游动物的群落特征, 于2015年5月末至7月初在西沙群岛8个岛礁(七连屿、永兴岛和东岛3个岛屿以及浪花礁、盘石屿、玉琢礁、华光礁和北礁5个环礁)进行了浮游动物采样, 分析了浮游动物的多样性、丰度和群落结构特征, 并比较了5个环礁潟湖内和向海礁坡区浮游动物群落组成的差异。调查海域共鉴定浮游动物180种(包括浮游幼虫13个类群), 其中桡足类最多, 达83种, 其次是水母类(38种)、浮游软体类(14种)、毛颚类(11种)和浮游被囊类(7种); 浮游动物平均丰度为256.4±117.8个·m^-3, 桡足类占总丰度的51.08%, 其次是浮游幼虫(16.30%)、浮游被囊类(13.22%)和毛颚类(7.70%)。浮游动物种数、多样性和均匀度指数、丰度在岛屿和环礁之间以及环礁的潟湖区和向海礁坡区均存在差异; 浮游动物多样性和丰度在东岛、玉琢礁和华光礁较高, 而在七连屿和北礁较低; 5个环礁向海礁坡区的浮游动物多样性和丰度皆高于潟湖区的。多元统计分析结果表明调查岛礁的浮游动物可划分两个聚群(相似水平85%); 岛屿近岸及环礁的潟湖群落(Ⅰ)和岛屿远岸及环礁的向海礁坡群落(Ⅱ); 两个聚群浮游动物组成差异较显著(r=0.832, p<0.001); 前者的种数、多样性指数、总丰度和主要浮游动物类群如桡足类、毛颚类和浮游幼虫的丰度显著低于后者。环礁潟湖区和向海礁坡区的空间异质性和生态环境差异可能是导致浮游动物群落结构呈现不同特征的主要因素。     

基于高分辨率遥感的珊瑚礁地貌单元体系构建和分类方法—以8波段Worldview-2影像为例

珊瑚礁生态系统是全球初级生产力最高的生态系统之一, 在维持海洋生物多样性、防浪固滩、资源供给等方面发挥着巨大作用。珊瑚礁遥感地貌分类体系是珊瑚礁保护、管理及可持续发展的必要基础, 但目前还未有结合珊瑚覆盖度进行分类的体系。本文基于WorldView-2高分辨率遥感影像, 以中国南海西沙群岛七连屿北部赵述岛和西沙洲所在礁盘作为研究区, 结合珊瑚覆盖度、区域地貌成分和水动力条件等指标, 建立了既适用于遥感监测又与珊瑚生存状况相关联的珊瑚礁地貌单元分类体系。同时, 利用面向对象的支持向量机(Support Vector Machine, SVM)和随机森林(Random Forest, RF)分类方法进行珊瑚礁地貌单元的信息提取, 并对分类结果进行精度评价。结果表明, SVM和RF两种分类方法均能较好地提取出珊瑚礁地貌单元, 分类精度分别为87.59%和79.81%。针对分类过程中出现的错分、漏分问题, 结合珊瑚礁成因和分布规律对分类结果进行修正, 修正后分类提取的精度达到91.3%, Kappa系数为0.9041, 表明本文构建的珊瑚礁地貌单元分类体系在一定程度上能满足当前珊瑚岛礁信息提取的需要。     

永兴岛及七连屿造礁石珊瑚近10年变化分析

根据2007-2016年珊瑚礁监测数据,永兴岛及七连屿共调查到造礁石珊瑚11科113种,常见种有鹿角杯形珊瑚Pocillopora damicornis、疣状杯形珊瑚Pocillopora Verrucosa、粗野鹿角珊瑚Acropora humilis、澄黄滨珊瑚Porites lutea、丛生盔形珊瑚Galaxea fascicularis、梳状菊花珊瑚Goniastrea pectinata及锯齿刺星珊瑚Cyphastrea serailia等。研究区域内造礁石珊瑚种类近10年（2007-2016年）来下降明显,其中永兴岛从39种下降到18种,下降率为53.85%;北岛从23种下降到17种,下降率为26.09%;赵述岛从46种下降到12种,下降率为73.91%;西沙洲从51种下降到15种,下降率为70.59%。群体形态群落中皮壳状种类数最为稳定,分枝类下降了59.26%;叶片状下降了75.00%;圆盘状下降了87.50%;团块状下降了57.14%。通过对研究区域造礁石珊瑚种类组成及群落形态等方面的变化分析可见,人为活动、长棘海星、珊瑚病害、台风及全球升温等因素逐渐影响到西沙海域的珊瑚礁生态系统。     

近165年来中沙环礁中北暗沙滨珊瑚生长率及其对海温变化的响应

海水温度是控制珊瑚生长的关键环境因素之一,随着全球气候变暖,海温持续升高已成为珊瑚生长面临的全球性威胁。文章对采自中沙环礁中北暗沙水深约16m的澄黄滨珊瑚岩心样品开展了生长率分析,揭示出中沙环礁滨珊瑚近165年来的生长历史及变化规律;并通过与西沙群岛永兴岛滨珊瑚生长率的对比,探讨了南海中部滨珊瑚生长的区域差异及其对海温升高的响应关系。过去100多年来中北暗沙和永兴岛海区的平均海温分别为(27.4±0.37)℃和(27.09±0.36)℃,两个海区的海温均呈线性升高趋势,升温速率一致,约为0.43℃·ha^–1。过去100多年间中北暗沙和永兴岛滨珊瑚的平均生长率分别为(0.70±0.16)cm·a^–1和(1.19±0.16)cm·a^–1,但中北暗沙滨珊瑚生长率呈线性下降趋势,下降速率约为9.4%·ha^–1;而永兴岛滨珊瑚生长率呈线性上升趋势,增长速率约为10.9%·ha^–1。过去100多年间两个礁区的滨珊瑚生长率均存在年代际波动,大致与海温的年代际波动对应。两个礁区滨珊瑚生长率与海...     

基于WorldView-2和GF-2遥感影像的赵述岛礁坪底质变化研究

以西沙群岛海域赵述岛礁坪为研究区域,应用2010年的WorldView-2和2015年的GF-2两期高分辨率卫星遥感影像数据,结合现场水下珊瑚礁照片和视频资料,建立了赵述岛礁坪底质类型遥感分类体系,分别构建了针对WorldView-2遥感影像和GF-2遥感影像的珊瑚礁底质分类决策树模型,并通过对两期遥感影像的底质类型提取结果的变化分析,完成了赵述岛礁坪退化区域的提取。结果表明:(1)WorldView-2影像的分类决策树具有91%的总体分类精度和0.89的Kappa系数,GF-2影像的分类决策树具有更高的分类精度;(2)6年期间研究区大约1/4的珊瑚礁分布区发生了退化;(3)最突出的自然变化是礁前区大面积的珊瑚丛生区转变成藻脊,结合相关资料认为东北季风、热带气旋和温度上升的综合影响是驱动因素;(4)赵述岛西侧的藻脊、珊瑚沉积区大面积转化为珊瑚砂和深水区域,原因是航道和码头的开发活动。研究分析了6年间赵述岛礁坪底质的退化状况,并分析原因,为珊瑚礁底质分类提供方法,并为西沙群岛的珊瑚礁监测和保护提供了有效资料和手段。     

基于Ecopath模型的七连屿礁栖性生物的生态承载力分析

生态承载力评估是开展生物资源增殖放流, 维持珊瑚礁生态系统健康的基础和前提。本文基于2019年渔业资源和生态环境的综合调查数据, 构建了七连屿珊瑚礁海域生态系统的生态通道(Ecopath)模型, 分析和探讨了相关功能组增殖放流的生态承载力。结果显示, 七连屿珊瑚礁海域生态系统各功能群营养级范围为1.00~3.81; 生态系统的总能量转化效率为13.45%; 生态系统以牧食食物链占据主导地位, 直接来源于初级生产者的能流占比为57%。系统总初级生产量/总呼吸量为2.54; 总初级生产量/总生物量为19.07; 系统连接指数和系统杂食性指数分别为0.36和0.22, 表明当前七连屿珊瑚礁海域生态系统的成熟度和稳定性偏低, 系统对于外界的干扰抵抗能力较弱。在未改变七连屿珊瑚礁生态系统结构和功能的前提下, 各功能组中珊瑚、双壳类和植食性鱼类的生态承载力分别为25.09~53.77t•km^-2、2.55~39.95t•km^-2和4.89~17.94t•km^-2, 因此仍具有较大的增殖空间。珊瑚礁鱼类群落的最大生态承载力同珊瑚礁无脊椎动物群落的增殖密切相关, 在未来的珊瑚礁渔业管理中应从生态系统整体结构的角度综合考虑增殖放流的方法设计。