廣東徐聞珊瑚礁國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)珊瑚種類及覆蓋率分析

李 鋒，沈 城，張艷蘋，周 潔，彭慧湃，劉 麗

（1.廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院/南海水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物增養(yǎng)殖廣東省普通高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東湛江 524088；2.廣東徐聞珊瑚礁國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，廣東徐聞 524100）

廣東雷州半島徐聞西南海岸的珊瑚礁是我國(guó)大陸發(fā)育時(shí)間最長(zhǎng)、保存最好和研究程度最詳細(xì)的大陸岸礁［1］。同時(shí)，從世界珊瑚礁分布來(lái)看，該地區(qū)的珊瑚礁屬于世界珊瑚礁分布較北緣地區(qū)的珊瑚礁［2］。有研究表明，隨著全球氣候變暖，高緯度地區(qū)的珊瑚礁有望成為珊瑚的避難所。

徐聞珊瑚礁國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于雷州半島西南徐聞縣西岸，北起20°27.00′N（石馬角西北面），南至20°10.60′N（燈樓角南面），東起109°56.40′E（燈樓角東面），西至109°50.20′E（響欄角西面）。南北長(zhǎng)30.3 km，東西寬2.0～6.5 km，總面積143.8 km2，內(nèi)分核心區(qū)、緩沖區(qū)和試驗(yàn)區(qū)，其中礁體總面積約30.1 km2［3］。從20世紀(jì)80年代開始，鄒仁林等先后對(duì)保護(hù)區(qū)內(nèi)珊瑚資源進(jìn)行調(diào)查，報(bào)道保護(hù)區(qū)內(nèi)珊瑚種類及數(shù)量［4-7］，但近年來(lái)相關(guān)報(bào)道逐漸減少。隨著全球氣候變化導(dǎo)致夏季熱帶表層海水溫度（SST）過(guò)高，冬季氣溫過(guò)低，勢(shì)必會(huì)對(duì)保護(hù)區(qū)內(nèi)珊瑚礁資源造成影響。同時(shí)近岸人類生產(chǎn)活動(dòng)使得沿岸植被破壞，泥沙運(yùn)移頻繁，水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化和渾濁度增高，嚴(yán)重制約著珊瑚的生長(zhǎng)和修復(fù)［8］。尤其是2014年2場(chǎng)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)正面襲擊徐聞地區(qū)，對(duì)保護(hù)區(qū)內(nèi)珊瑚資源造成一定破壞。為了更好地掌握保護(hù)區(qū)內(nèi)珊瑚資源的種類和分布現(xiàn)狀，根據(jù)GB 17378—2007《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》和GB/T 12763—2007《海洋調(diào)查規(guī)范》，結(jié)合前人工作所獲得的資料，本研究在2018年4月采用樣帶法對(duì)保護(hù)區(qū)內(nèi)10個(gè)站位的珊瑚資源進(jìn)行了調(diào)查。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查時(shí)間與站位

于2018年4月對(duì)徐聞珊瑚礁國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)珊瑚資源進(jìn)行水下調(diào)查，共設(shè)置站位10個(gè)，其中有8個(gè)位于保護(hù)區(qū)核心區(qū)，2個(gè)位于試驗(yàn)區(qū)，具體位置如圖1所示。

1.2 調(diào)查方法

珊瑚調(diào)查采用樣帶調(diào)查法（line intercept transect），在所調(diào)查的每個(gè)站位設(shè)置1個(gè)包含2、4 m水深的調(diào)查區(qū)域，每個(gè)調(diào)查區(qū)域設(shè)2條樣帶，每條樣帶長(zhǎng)50 m，這2條樣帶分別沿2、4 m等深線布設(shè)。通過(guò)錄像判讀、照片分析，統(tǒng)計(jì)分析的內(nèi)容包括：

1.2.1 活珊瑚種類及覆蓋率 用水下數(shù)碼攝像機(jī)從斷面線的一端開始沿著斷面線攝像，回到實(shí)驗(yàn)室后在電腦上進(jìn)行判讀，依據(jù)樣帶上刻度，記錄出現(xiàn)在皮尺下的每種活珊瑚的長(zhǎng)度、個(gè)數(shù)，從而得到活珊瑚覆蓋率：活珊瑚覆蓋率＝所有活珊瑚在斷面線上的長(zhǎng)度/斷面線長(zhǎng)度×100%。

珊瑚屬種鑒定主要是結(jié)合水下特寫照片，與珊瑚分類學(xué)專業(yè)圖鑒進(jìn)行對(duì)比，主要參考鄒仁林編著的《中國(guó)動(dòng)物志：造礁石珊瑚》、陳乃觀等編著的《香港石珊瑚圖鑒》和戴昌鳳等編著的《臺(tái)灣珊瑚圖鑒》等資料。

1.2.2 各站位活石珊瑚優(yōu)勢(shì)種屬 各站位的優(yōu)勢(shì)種屬是通過(guò)各種珊瑚的相對(duì)重要值排序獲得。通過(guò)統(tǒng)計(jì)錄像中各珊瑚種的相對(duì)多度（即該種珊瑚的群體總數(shù)與斷面上所有種珊瑚的群體總數(shù)之比）、相對(duì)覆蓋率（即該種珊瑚的覆蓋長(zhǎng)度與斷面上所有種珊瑚覆蓋長(zhǎng)度之比）和相對(duì)頻度（即該種珊瑚的出現(xiàn)頻度與所有種珊瑚的頻度總和之比），可得到該種珊瑚的相對(duì)重要值。

1.2.3 活珊瑚種群多樣性 通過(guò)統(tǒng)計(jì)斷面的Shannon-Wiener指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)來(lái)分析各站位珊瑚多樣性現(xiàn)狀。公式如下：

式中：pi為第i個(gè)珊瑚種的個(gè)體數(shù)量占群落中總珊瑚個(gè)體數(shù)的比例；ni為第i個(gè)珊瑚種的個(gè)體數(shù)，個(gè)；n為群落中珊瑚總個(gè)體數(shù)，個(gè)；S為珊瑚總種類數(shù)，種。

1.2.4 珊瑚死亡率及病害 通過(guò)影像資料測(cè)定斷面上活珊瑚總個(gè)數(shù)及死亡個(gè)數(shù)，并估計(jì)死亡時(shí)間。

活珊瑚都呈現(xiàn)不同的顏色，判斷死亡珊瑚的標(biāo)準(zhǔn)是珊瑚的顏色為白色或黑色，早期死亡的為黑色，死亡時(shí)間超過(guò)15年的珊瑚已辨認(rèn)不清珊瑚體，近期死亡的為白色，死亡時(shí)間判別標(biāo)準(zhǔn)如下：（1）1個(gè)月以內(nèi)：珊瑚單體骨骼白色、完整清晰；（2）6個(gè)月以內(nèi)：珊瑚單體被小型藻類或薄層沉積物覆蓋；（3）1～2年內(nèi)：珊瑚單體結(jié)構(gòu)輕微腐蝕，但仍然能分辨出珊瑚的屬級(jí)分類單位；（4）2年以上：珊瑚單體結(jié)構(gòu)消失，或單體上的附著生物（藻類、無(wú)脊椎動(dòng)物等）已經(jīng)很難取下。

珊瑚礁病害主要通過(guò)顏色的改變來(lái)判斷。白化病在全球范圍內(nèi)都有發(fā)生，針對(duì)白化病及其他顏色的異常進(jìn)行調(diào)查并拍照，只統(tǒng)計(jì)每個(gè)珊瑚“頭部”平面上顏色的異常狀況。珊瑚常見病害有白化病、黑邊病、白帶病、侵蝕病、黃斑病、紅帶病。

2 結(jié)果與分析

2.1 活珊瑚種類和優(yōu)勢(shì)種

通過(guò)錄像樣帶定量調(diào)查、實(shí)地調(diào)查及拍攝定性分析，記錄了鑒定到種的石珊瑚12科46種（表1），調(diào)查發(fā)現(xiàn)新記錄種16種，部分物種見圖2。各調(diào)查區(qū)域定量樣帶調(diào)查結(jié)果顯示，角孔珊瑚和盾形陀螺珊瑚為徐聞保護(hù)區(qū)內(nèi)的主要優(yōu)勢(shì)種類（表2）。另外，在個(gè)別站位，膨脹薔薇珊瑚、扁腦珊瑚以及濱珊瑚也屬于優(yōu)勢(shì)種類，具體見表2。

表1 2018年徐聞珊瑚礁國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)造礁石珊瑚群落組成

雖然本次發(fā)現(xiàn)的物種數(shù)量高于往年，但這些新發(fā)現(xiàn)物種集中在蜂巢珊瑚科和濱珊瑚科，以往發(fā)現(xiàn)的菌珊瑚科、根珊瑚科等其他科屬的物種數(shù)量在下降，間接說(shuō)明物種多樣性有一定程度的退化。此外，本次調(diào)查中，只有在S05和S15站位有柳珊瑚分布，S04、S16、S17站位有軟珊瑚分布。

表2 2018年徐聞珊國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)造礁石珊瑚群落優(yōu)勢(shì)種

2.2 珊瑚覆蓋率調(diào)查結(jié)果

由表3可知，2 m水深石珊瑚平均覆蓋率為10.71%，4 m水深為8.35%。各監(jiān)測(cè)站位中，2 m水深S17站位石珊瑚覆蓋率最高，為28.51%，4 m水深S16站位石珊瑚覆蓋率最高，為14.66%。

柳珊瑚的平均覆蓋率為0.08%，S15站位的覆蓋率最高。10個(gè)站位中，軟珊瑚的平均覆蓋率為0.47%，S16和S17站位分別在4 m 和2 m 水深軟珊瑚覆蓋率最高，分別為3.58%、3.22%。

2.3 活珊瑚種群多樣性

由表4可知，10個(gè)站位中多樣性指數(shù)最高的是水尾角的S16站位2 m水深斷面，為3.07，說(shuō)明此站位較適宜珊瑚的生長(zhǎng)發(fā)育，種類分布的鑲嵌程度高。4 m水深多樣性指數(shù)最高的是燈樓角的S05站位，為2.68。均勻度指數(shù)最高是S15站位4 m水深斷面，但S15站位的覆蓋率不超過(guò)1%，多樣性指數(shù)低于1.5，說(shuō)明這個(gè)站位不但生物種類少，而且每種個(gè)數(shù)也較少，差異不大，因而顯示較高的值。

表3 2018年徐聞珊瑚礁國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)各調(diào)查站位珊瑚覆蓋率

表4 各調(diào)查站位多樣性指數(shù)（H′）和均勻度指數(shù)（J）

2.4 珊瑚死亡率與病害

在整個(gè)調(diào)查過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)徐聞珊瑚礁國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)1個(gè)月內(nèi)死亡珊瑚。2 m水深2年內(nèi)死亡率平均為0.23%，4 m水深平均為0.25%，其中S04站位珊瑚死亡率最高（表5）。本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)在S04站位個(gè)別珊瑚有白化現(xiàn)象。

3 討論與結(jié)論

本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)石珊瑚目有12科46種，其中有16個(gè)為新紀(jì)錄種。據(jù)趙煥庭等的調(diào)查，該區(qū)石珊瑚目有12科29屬56種和5個(gè)未定種，其他珊瑚蟲綱物種有15科31種和12個(gè)未定種，占總種數(shù)的42.86%，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)，徐聞珊瑚礁區(qū)發(fā)現(xiàn)的造礁石珊瑚達(dá)到76種［9］。但有些物種在本次調(diào)查中并未發(fā)現(xiàn)，推測(cè)與調(diào)查位點(diǎn)的選取、當(dāng)?shù)丨h(huán)境變化和人為活動(dòng)影響有關(guān)。

2018年調(diào)查發(fā)現(xiàn)徐聞珊瑚礁保護(hù)區(qū)內(nèi)的石珊瑚優(yōu)勢(shì)種逐漸變成角孔珊瑚和盾氏陀螺珊瑚。2015年廣東省質(zhì)量公報(bào)數(shù)據(jù)顯示角孔珊瑚、扁腦珊瑚為當(dāng)?shù)氐膬?yōu)勢(shì)物種［10］；劉苗苗等在2011年的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，石珊瑚的優(yōu)勢(shì)種主要是濱珊瑚、塊狀蜂巢珊瑚、鹿角珊瑚等［11］；趙煥庭等在2002年的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)貎?yōu)勢(shì)種主要為粗野鹿角珊瑚（Acropora humilis）、澄黃濱珊瑚（Porites lutea）［12］；盧伙勝等在2001年的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，鹿角珊瑚科、濱珊瑚科、木珊瑚科中盾形陀螺珊瑚分布最普遍［6］。與以往調(diào)查的優(yōu)勢(shì)種相比，鹿角珊瑚的優(yōu)勢(shì)度逐漸消失，角孔珊瑚逐漸成為主要的優(yōu)勢(shì)物種，推測(cè)這種變化與不同珊瑚對(duì)水質(zhì)環(huán)境透明度需求有關(guān)。邢帥等發(fā)現(xiàn)鹿角珊瑚對(duì)水質(zhì)中懸浮物含量較敏感［13］；Stimson等發(fā)現(xiàn)鹿角珊瑚和杯形珊瑚等枝狀珊瑚礁較濱珊瑚等塊狀珊瑚更易白化［14］。另外濱珊瑚與盾形陀螺珊瑚近似于團(tuán)塊狀，與枝狀的鹿角珊瑚相比，拖網(wǎng)等人類活動(dòng)或惡劣天氣對(duì)其影響更小。

表5 2018年徐聞珊瑚礁國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)各站位珊瑚2年內(nèi)死亡率

趙煥庭等在2009年的研究剖面中發(fā)現(xiàn)，徐聞西部沿岸海域活珊瑚覆蓋度最高可達(dá)到39.2%［9］；劉苗苗等在2011年從系統(tǒng)取樣的調(diào)查結(jié)果中得到整個(gè)珊瑚礁區(qū)活珊瑚的平均覆蓋度為28.9%［11］；2015年廣東省質(zhì)量公報(bào)公布的保護(hù)區(qū)內(nèi)石珊瑚平均覆蓋率為15.05%，變化范圍為1.7%～44.3%［10］。本次調(diào)查中2 m 水深石珊瑚平均覆蓋率為10.71%，4 m水深石珊瑚平均覆蓋率為8.35%，覆蓋率較往年調(diào)查結(jié)果有所下降，推測(cè)原因可能與調(diào)查選址有關(guān)，本次珊瑚調(diào)查僅選取10個(gè)站位進(jìn)行調(diào)查。從調(diào)查結(jié)果來(lái)看，多個(gè)站位珊瑚覆蓋率及多樣性指數(shù)較低，并且珊瑚病死率也不高，推測(cè)調(diào)查站位并非珊瑚主要分布區(qū)域。另外，可能與調(diào)查人員有關(guān)，相同的調(diào)查站位經(jīng)不同人員調(diào)查也會(huì)存在一定的系統(tǒng)誤差。此外，氣候和沿岸城鎮(zhèn)建設(shè)及人口增加引起的環(huán)境變化也會(huì)加劇珊瑚資源的減少。徐聞珊瑚礁國(guó)家級(jí)保護(hù)區(qū)曾在2014年遭受2場(chǎng)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)襲擊，推測(cè)珊瑚覆蓋率減少與此也有一定關(guān)系。因此，建議對(duì)保護(hù)區(qū)內(nèi)珊瑚資源進(jìn)行全面的普查，確定合適的監(jiān)測(cè)站位，按年度進(jìn)行持續(xù)觀察。