对韩国在苏岩礁建造海洋环境观测平台的几点思考

一、苏岩礁概况苏岩礁处于韩国济洲岛和我国长江口连线,距韩国济洲岛149km,离我国领海基点海礁约247km,与日本鸟岛相隔276km。它是国际航线的转折点,其地理位置特殊,战略地位显要。同时,又是登陆朝鲜半岛台风的必经之路。苏岩礁是座暗礁,礁顶离海面约4.6m,礁体深达40m,周围尚有多处浅滩,地形复杂,暗礁浅滩交错,是南来北往、西进东出航船的危险之谷。1963年我国自行设计制造的万吨巨轮“跃进”号处女航就触礁沉没于此。     

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。     

广西涠洲岛自然保护区牛角坑湿地生态修复工程

针对涠洲岛自然保护区牛角坑湿地所出现的水源不足、生境退化、生物量下降等问题,通过实施牛角坑湿地保水工程、鸟类饵料生物培殖工程、鸟类栖息地通道修复工程、监测基础设施建设工程,实施湿地生态修复。重点实施沼泽-觅食地-引水渠-湿地调节库4级保水工程来提高牛角坑湿地的保水能力,把牛角坑间歇性沼泽地改造为永久性湿地,提高牛角坑湿地对鸟类的承载力,丰富涠洲岛自然保护区的生物多样性。     

南海涠洲岛区现代沉积环境和沉积作用演化

涠洲岛区沉积环境的演化导致陆源碎屑沉积作用转化为礁源和陆源的混合沉积作用,并将向纯礁源碳酸盐沉积作用方向转化;其主要控制因素是陆源碎屑供应量.陆源沉积和礁源沉积之间可以互相制约,沉积环境和沉积作用可以互为因果.文中还指出涠洲岛区的沉积组分特征和南海北部礁坪沉积组分随纬度变化的规律.     

涠洲岛珊瑚礁生态区各种形态磷含量的季节变化及其影响因素

根据2007年12月、2008年3、6和10月对涠洲岛珊瑚礁生态区进行4个季度的调查资料,首次比较系统地研究了各种形态P的含量分布、季节变化及其影响因素.结果表明:涠洲岛珊瑚礁生态区P的含量不高,作为主要环境评价因子的CDIP均在一类海水范围内;在所有形态P中,只有CTP和CDP具有春季＞秋季＞夏季＞冬季的变化规律,其余形态P却各具特色;但4个季节P的存在形态均是以DP为主,占TP含量的74.65％ ～88.96％;各种形态P含量的平面分布受风生流的影响极为明显,而且突出体现在CTP和CPP的含量分布上.相关分析表明,各种形态P之间具有密切的关系,其中CDP与CDOP在4个季节均以显著(p＜0.05)以上的正相关出现,但只有春夏季成为CTP的主导控制因子.涠洲岛珊瑚礁生态区各种形态P与环境因子之间的相关性,主要突出体现在受风生流影响较大的CPP相关水平上.但各种形态P与浮游生物结构之间的相关性,却与浮游生物的兴衰有关,在浮游生物量较低的春季,各种形态P含量只对浮游植物丰度、均匀度、多样性指数和多样性阀值产生显著的正、负相关影响,而在浮游动、植物和初级生产力显著增加的秋季,所有形态P含量与浮游动、植物和初级生产力之间的密切关系却主要集中体现在CPP和CDOP对浮游植物数量变化以及对浮游动物的总种数、丰度、多样性指数和多样性阀值的正、负相关影响上,与珊瑚礁生态系的元素循环和能量传递速率加快,P获得快速再生并对浮游动、植物和初级生产力起明显促进作用有关.     

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。     

20 年来涠洲岛珊瑚礁物种多样性演变特征研究

综合2007年10～11月、2008年4～5月布置的6条主剖面20条分断面的调查结果,涠洲岛珊瑚礁共出现石珊瑚10科22属46种,9个未定种,该调查区以角蜂巢珊瑚属(Favites)、滨珊瑚属(Porites)、蔷薇珊瑚属(Montipora)为优势类群,各主剖面的优势类群分布各有差异,以西南部的W2主剖面、东北部的W5主剖面的珊瑚礁属种最多,均为8科13属;涠洲岛珊瑚礁属级多样性指数H′值和均匀度指数E值均呈现东北部W5西南部W2东南部W6西南部W1西北部W3北部W4的规律,H′值差异明显,E值变化不大;其珊瑚礁群落近20 a来受到全球气候事件及区域人为活动的影响,整体呈现出衰退迹象,处于缓慢恢复状态。衰退表现在:从20世纪60年代至21世纪初期的珊瑚礁优势种群的组合变化,由较多的优势属种组合演化到相对少的优势属种组合。一直占据优势的鹿角珊瑚种群出现退化,从顶级优势类群降级更替;珊瑚礁属种的多形态组合向相对简单形态组合的演变;历年来珊瑚礁伴生生物的资料(主要是鱼群数量、海参等)显示,涠洲岛珊瑚礁群落生物多样性呈现衰退态势;从2001年至今连续的珊瑚礁健康调查(Reef Check)资料显示,该区石珊瑚礁曾大面积死亡尚未完全恢复。从涠洲岛20 a珊瑚礁多样性演变过程研究发现,影响因素主要包括全球性极端气候、区域性气候变化及不合理的破坏性人类活动影响等因素。     

涠洲岛西南部海域造礁石珊瑚的群落结构特征分析

采用2019年5月14−22日开展的断面法调查数据,分析了涠洲岛西南部海域的造礁石珊瑚群落结构特征。结果表明：涠洲岛西南部海域造礁石珊瑚共有9科38种,优势种为滨珊瑚(Porites sp.)、秘密角蜂巢珊瑚(Favites abdita)、斯氏角孔珊瑚(Goniopora stutchburyi)等团块状珊瑚。活造礁石珊瑚覆盖率为5.20%～31.20%,平均值为16.66%,远离海岸或靠近海岸但水较深的站位覆盖率较高。石珊瑚补充量较低、病害少、死亡率较低。造礁石珊瑚群落的物种多样性、优势度、均匀度互相呈显著正相关关系(p<0.05)。靠近岩壁的站位,水较深且船舶通行和游客潜水等影响较少,活造礁石珊瑚覆盖率和多样性程度均较高。受侵蚀海岸悬浮泥沙和潜水旅游影响较大的砂质岸段站位,活造礁石珊瑚覆盖率最低、优势种的优势度最高、多样性程度相对较低。人为活动、西南季风、风暴潮、海岸侵蚀悬沙、极端气候是影响涠洲岛西南部海域造礁石珊瑚礁生态系统的主要因素。     

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。