三亞蜈支洲島海洋牧場近島區(qū)底表大型底棲動物群落結構及評價

馬文剛, 夏景全, 魏一凡, 尹洪洋, 覃樂政, 劉相波, 胡雪晴, 許強, 李秀保,王愛民

海南大學海洋學院, 南海海洋資源利用國家重點實驗室, 海南 ?？?570228

現代化海洋牧場建設已成為國家促進漁業(yè)產業(yè)轉型升級、緩解近海漁業(yè)資源衰退的重要舉措。南海熱帶海域幅員遼闊, 生物資源種類豐富, 休閑旅游產業(yè)發(fā)達, 發(fā)展熱帶島礁型海洋牧場潛力巨大,以增殖放流、發(fā)展休閑旅游業(yè)及修復珊瑚礁生境為主要目標, 可實現資源可持續(xù)利用與生態(tài)環(huán)境優(yōu)良協同發(fā)展(許強 等, 2018; 黃暉 等, 2020)。三亞蜈支洲島海洋牧場是我國第一個熱帶休閑旅游型海洋牧場國家級示范區(qū), 近島珊瑚礁區(qū)域為休閑漁業(yè)開發(fā)的核心區(qū), 通過開展珊瑚修復和漁業(yè)資源養(yǎng)護, 顯著促進了珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的恢復, 也為各類礁棲生物提供了豐富的餌料和棲息場所(Soares et al,2021)。

大型底棲動物群落多樣性是珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)健康的重要指標之一(吳瑩瑩 等, 2021), 開展大型底棲動物群落結構監(jiān)測與評價對于評估海洋牧場的生態(tài)修復作用至關重要(楊東 等, 2017)。珊瑚礁區(qū)的大型底棲動物 (macrozoobentho) 多為無脊椎動物,主要包括節(jié)肢動物甲殼類、軟體動物、腔腸動物、環(huán)節(jié)動物多毛類和棘皮動物5 個類群(田勝艷 等,2009), 在其攝食和筑巢等活動時, 造成的生物擾動會促進有機質的代謝循環(huán)產生能流和物流的傳遞,對生物地球化學循環(huán)造成重大影響, 促使水層-底棲耦合機制的建立(張志南, 2000)。近年來, 全球范圍內珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)均呈退化趨勢, 嚴重擾亂了礁區(qū)內大型底棲動物與底棲生境的平衡(李元超 等,2015; 吳鐘解 等, 2015)。有研究發(fā)現, 某些底棲動物種類是海洋污染的敏感指示生物, 因此許多研究人員將監(jiān)測大型底棲動物群落組成的改變, 作為監(jiān)控海洋生態(tài)系統(tǒng)變化及生態(tài)狀況評估的主要手段(Von Der Ohe et al, 2013; Azovsky et al, 2019)。

大型底棲動物是海洋食物網中的重要成員(羅章鳳 等, 2017), 是多種肉食性動物的天然食物來源,生物資源量的分布及變動還將直接影響漁業(yè)資源的變化(劉帥磊 等, 2018), 因此大型底棲動物是海洋牧場建設中備受關注的生物類群。目前, 國內已有對海洋牧場底棲生物群落的研究, 發(fā)現海洋牧場建成后, 底棲動物資源增加, 有效證明了海洋牧場建設工程對生境的改善, 并且利于底棲動物群落結構的穩(wěn)定性, 有助于海洋牧場生物資源的可持續(xù)利用(陳晨 等, 2016; 王言豐 等, 2019)。熱帶休閑旅游型海洋牧場受旅游等人為因素干擾較大, 底表大型底棲動物群落很可能會受其影響, 因此亟須加強持續(xù)的監(jiān)測評估, 分析其變動趨勢及人為影響程度。但目前相關研究僅有黃端杰 等(2020)對棘皮動物的研究報道。

與此同時, 三亞蜈支洲島海洋牧場靠近瓊東沿岸上升流核心區(qū), 其近岸珊瑚礁位于我國珊瑚礁過渡區(qū), 上升流可以減弱區(qū)域內海溫上升對珊瑚脅迫的影響, 使得島周珊瑚礁保存了較高的生物多樣性(Huang et al, 2020)。蜈支洲島海洋牧場近島區(qū)底表大型底棲動物群落的研究對于海南近島珊瑚礁系統(tǒng)健康的評價與保護也具有借鑒意義。

本文研究了蜈支洲島海洋牧場底表大型底棲動物群落組成和結構及其時空變動, 以期探究環(huán)境因子變化對群落分布的影響, 初步評估水環(huán)境狀況和生物群落穩(wěn)定狀況, 為蜈支洲島海洋牧場生態(tài)系統(tǒng)健康評價提供數據支持。

1 材料與方法

1.1 調查站位

蜈支洲島海洋牧場分為近島區(qū)及遠島毗鄰區(qū)兩部分。毗鄰區(qū)投放有多處人工魚礁區(qū), 而近島區(qū)主要為擁有高生物多樣性的自然珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng),為整體海洋牧場提供了觀光旅游和資源養(yǎng)護等重要功能, 所以本文著重研究近島區(qū)。為充分調查蜈支洲島近島區(qū)底表大型底棲動物群落狀況, 以前期珊瑚礁生物群落普查結果為基礎(李秀保 等,2019), 在近島區(qū)北部和南部近岸區(qū)域設置四個站位, 調查站位分布見圖1。蜈支洲島珊瑚礁分布在水深3～12m, 因此礁棲大型底棲動物采樣選擇水深6～8m 區(qū)域進行。

1.2 調查時間

蜈支洲島屬熱帶海區(qū), 7—10 月臺風伴隨暴雨災害頻發(fā), 2018—2020 年每月平均降雨量如圖2 所示(數據來源于海南省氣象局, 網址: http://hi.cma.gov.cn/)。臺風期間潛水員不宜作業(yè), 故本研究根據實際情況分別在夏季(2020 年6 月)、秋季(2020 年11 月)、冬季(2021 年1 月)和春季(2021 年4 月)進行4 個季度的底表大型底棲動物調查及環(huán)境因子采樣。

1.3 調查方法

依據已有珊瑚礁底棲動物調查方法及本文研究目的, 本研究中底表大型底棲動物(以下簡稱“大型底棲動物”)特指生活在珊瑚礁區(qū)底質表面上肉眼可見的大型底棲動物(Hutchings, 1990; 孫有方 等,2018)。調查采用國際上通用的珊瑚礁區(qū)調查方法(黃丁勇 等, 2021), 將潛水視頻記錄及樣帶采樣法相結合, 在各站位根據水深(約8m)及海底地形設置采樣斷面, 布設3 條平行于海島岸線的20m 長樣帶作為采樣平行。調查人員手持水下高清攝像機(GoPro 5)沿樣帶拍攝兩側各1m 范圍內的底棲生境錄像, 構成三段20m×2m 的基準調查范圍, 同步采集該區(qū)域內的大型底棲動物。采樣后2h 內將樣品送至島上實驗室進行生物鑒定、計數和稱量工作, 并結合樣帶視頻和現場記錄資料匯總統(tǒng)計分析, 將大型底棲動物數量換算為單位面積的豐度(ind.·m-2),濕重換算為單位面積的生物量(g·m-2)。

用有機玻璃采水器于各站位1m 深處采集表層水1L, 避光冷藏保存至實驗室抽濾測定營養(yǎng)鹽; 采集表層沉積物, 上岸后用鋁箔紙包好沉積物樣品送檢測定沉積物粒度和有機質含量; 各站位表層(海面以下 1～2m)水體溫度(T)、鹽度(Sal)和溶解氧(dissolved oxygen, DO)等環(huán)境參數采用 YSI 6600 型多參數水質監(jiān)測儀現場測定。

1.4 數據處理與分析

大型底棲動物群落的生物多樣性指數: 豐富度指 數 (Margalef index,d) 、 多 樣 性 指 數(Shannon-Weaveer index,H′)、均勻度指數(Pielou index,J)以及優(yōu)勢度(Y)計算分別采用如下公式(董棟等, 2015):

式中,S表示樣品中的種類總數,N表示樣品中的生物總個體數,Pi為第i種的個體數與總個體數N的比值,ni為群落中第i個種在空間中的個體數量,fi為第i個種在各樣方中出現頻率; 當優(yōu)勢度Y≥0.02 時,該種為優(yōu)勢種(徐兆禮 等, 1989)。

本文采用生物多樣性指數(H′)和多變量海洋生物指數(Multivariate-AZTI′s marine biotic index,M-AMBI)對環(huán)境質量狀況進行初步評價(林和山等, 2015), 利用豐度與生物量比較曲線(ABC 曲線)法對底棲動物群落結構穩(wěn)定性進行評判(田勝艷等, 2006)。群落結構的時空差異采用聚類分析(cluster)與多維排序尺度分析(multidimensional scaling, MDS)進行, 以四季中相對豐度超過3%的物種(減少機會種干擾)繪制圖表劃分聚類組; 環(huán)境因子與底棲動物群落結構指標相關性分析采用Spearman 相關性分析法進行, 分析前對大型底棲動物豐度、生物量與環(huán)境因子數據利用平方根轉化進行均一化預處理。

大型底棲動物的優(yōu)勢度采用微軟Excel 統(tǒng)計計算; 站位圖及豐度、生物量分布圖采用Surfer 12 軟件繪制; 生物多樣性指數、聚類分析和生物量比較曲線(abundance-biomass curves, ABC 曲線)分析采用PRIMER 6 軟件分析繪制; M-AMBI 指數采用AMBI V5.0 軟件分析計算; 大型底棲動物豐度與生物量季節(jié)性及區(qū)域性差異, 環(huán)境因子和生物群落多樣性指數的季節(jié)性差異采用單因素方差分析(one-way ANOVA)進行, 使用SPSS 23 軟件。

2 結果與分析

2.1 近島區(qū)環(huán)境特征

近島區(qū)四個季度的環(huán)境因子統(tǒng)計結果如表1 所示,不同季節(jié)近島區(qū)北部和南部的環(huán)境因子變動如圖3 所示。蜈支洲近島區(qū)水體溫度(T)季節(jié)性變化特征為冬季最低, 受瓊東上升流影響夏季水體溫度并沒有出現顯著升溫, 與春季和秋季差異不顯著; 溶解氧(DO)在冬季最高, 秋季受臺風和降雨的影響顯著低于其他季節(jié)。各環(huán)境因子的空間分布也有所不同, 近島區(qū)北部的磷酸鹽(P)和硅酸鹽(Si)含量在春、秋和冬季高于南部(圖3c、d); 北部的沉積物有機質含量(Org)分布表現為在不同季節(jié)均高于南部(圖3f)。相關性分析的結果顯示大型底棲動物的豐度與溶解氧(DO)呈顯著正相關(P＜0.05), 生物量同其他環(huán)境因子均未呈現出相關性(P＞0.05)。溫度和其他多個環(huán)境因子具有相關性, 如溫度與溶解無機氮(dissolved inorganic nitrogen, DIN)呈極顯著負相關(P＜0.01), 也與磷酸鹽中磷元素呈極顯著負相關(P＜0.05)。

進一步對底棲生境調查發(fā)現, 蜈支洲島近島區(qū)北部與南部生境斑塊類型差異較大。北部區(qū)域造礁石珊瑚和軟珊瑚覆蓋度為 14.52%左右, 還包含80.02%的砂礫及粉砂—黏土底質類型; 而島南區(qū)域兩種底質類型分別占到41.85%和52.84%(李秀保等, 2019; Huang et al, 2020)。

2.2 種類組成和優(yōu)勢種

蜈支洲島海洋牧場近島區(qū)4 個季節(jié)共采集到大型底棲動物90 種, 隸屬于棘皮動物、軟體動物、節(jié)肢動物3 個門類。其中軟體動物種類數最高, 達62種, 占總種類數的68.89%; 其次是棘皮動物(22 種)和節(jié)肢動物(6 種)。大型底棲動物群落種類組成存在季節(jié)性變化, 秋季種類數最為豐富, 有55 種, 占全年大型底棲動物總種類數的61.11%, 冬季(51 種)大型底棲動物種類數略低于秋季, 夏季發(fā)現的種類數最少, 共鑒定出大型底棲動物2 個門類共16 種, 僅占全年大型底棲動物種類數的 17.78%。近島區(qū)南、北區(qū)域的群落種類組成也存在變化, 四個季節(jié)在北部區(qū)域采集到的種類數均高于南部(圖4)。

海洋牧場近島區(qū)優(yōu)勢種共16 種(表2), 棘皮動物在四個季節(jié)均占據優(yōu)勢。冬季優(yōu)勢種最多共14 種,角小核果螺(Drupella cornus)優(yōu)勢度最高(Y=0.107);其次為春季共10 種, 優(yōu)勢種以紅腹海參(Holothuriaeduils) (Y=0.225)和黑海參(Holothuria atra)(Y=0.121)為主; 秋季有8 種, 主要優(yōu)勢種同春季一致; 夏季優(yōu)勢種最少有7 種, 以黑海參(Y=0.305)和角小核果螺(Y=0.146)為主。藍指海星(Linckia laevigata)、呂宋棘海星(Echinaster luzonicus)、紅腹海參、黑海參和金口蠑螺(Turbo argyrostomus)是全年優(yōu)勢種。

表2 各季節(jié)優(yōu)勢種Tab. 2 Dominant species in each season

2.3 豐度和生物量分布

圖5 及圖6 分別為四季各站位的大型底棲動物豐度和生物量分布。大型底棲動物的年平均豐度為0.87±0.26ind.·m-2, 夏季大型底棲動物豐度最低(圖5a), 僅有0.59ind.·m-2, 春季豐度(1.18ind.·m-2)為四季中最高(圖5d), 季節(jié)間豐度變化的差異不顯著(P＞0.05), 近島北部區(qū)域(d1、d2)的豐度要顯著高于南部區(qū)域(d3、d4)(P＞0.05)。棘皮動物是海洋牧場近島區(qū)大型底棲動物群落的優(yōu)勢類群, 只有冬季豐度(51.49%)占比略低, 其他季節(jié)其占比都達70%及以上, 尤其以春季豐度最高, 同全年大型底棲動物豐度在近島區(qū)域的分布一致, 棘皮動物的豐度在北部的兩站位要高于南部。

近島區(qū)大型底棲動物年平均生物量為76.99 ±34.32g·m-2, 生物量的季節(jié)性變化同豐度的類似。春季(126.28g·m-2)最高(圖6d), 秋季(53.09g·m-2)與夏季(54.03g·m-2)的生物量相近(圖6a、b), 處于較低水平, 生物量季節(jié)差異不顯著(P＞0.05), 北部區(qū)域(d1、d2)的生物量要顯著高于南部區(qū)域(d3、d4)(P＞0.05)。棘皮動物的生物量優(yōu)勢依舊明顯, 除冬季(76.72%)外, 其他三個季節(jié)的占比都達到90%及以上。因棘皮動物生物量及豐度均占比較高, 所以大型底棲動物的總體豐度及生物量變化趨勢同棘皮動物一致。

2.4 群落結構空間差異分析

本文采用聚類分析(cluster)與多維排序尺度分析(MDS), 分別以四個季節(jié)的不同站位底棲動物群落結構相似性進行分組(圖7)。依據50%的相似性水平, 四個季節(jié)的近島區(qū)底棲動物群落分別可劃分為2 個聚類組, 聚類組間存在較為明顯的區(qū)域性差異。大致可劃分為近島區(qū)北部兩站位(d1、d2)的大型底棲動物群落為一群組, 南部d3 和d4 兩個站位的大型底棲動物群落為一群組。

北部聚類組的生境狀況表現為水體中部分營養(yǎng)鹽(P、Si)含量和沉積物有機質含量較高, 底質類型多為砂地, 沉積物粒徑偏細, 大型底棲動物的種類數、豐度和生物量也較豐富, 同時人類活動較為密集; 南部聚類組環(huán)境中的營養(yǎng)物質較北部低, 珊瑚覆蓋度高, 沉積物粒徑較大, 生物的各項指數也低于北部區(qū)域, 且人為干擾較少。

2.5 生物多樣性指數及M-AMBI 指數

海洋牧場近島區(qū)四季的生物多樣性指數如表3所示。d的最大值在冬季, 為3.40±0.26, 顯著高于夏季(P＜0.05), 秋季的d值在站位間變化最大;J和H′的最大值均出現在冬季, 分別為 0.81±0.09 和3.71±0.52。四個季節(jié)的J值無顯著差異(P＞0.05),H′值為春、秋和冬季顯著高于夏季(P＜0.05)。

表3 各季節(jié)生物多樣性指數及M-AMBI 指數值Tab. 3 Biodiversity index and M-AMBI in four seasons

根據蔡立哲 等(2002)采用的多樣性指數(H’)與水質污染程度的分級標準, 即H′值于2～3 之間時,研究區(qū)域屬輕度污染;H′值＞3, 該區(qū)域為無污染; 以及當M-AMBI 指數介于0.77～1 時, 生態(tài)環(huán)境質量為高等, 介于0.53～0.77 時為優(yōu)良 (林和山 等, 2015)。初步判斷蜈支洲島海洋牧場近島區(qū)的大型底棲動物在春季、秋季和冬季的生物多樣性較高, 水體無污染, 而夏季的生物多樣性較低, 且水體受到輕度污染影響。

2.6 群落結構穩(wěn)定性評價

海洋牧場近島區(qū)四個季節(jié)的大型底棲動物ABC 曲線(圖8)顯示冬季的生物量曲線一直在豐度曲線之上, 沒有出現交叉現象, 僅在兩曲線終點處非常接近(圖8c), 說明冬季大型底棲動物群落的穩(wěn)定性最好。而春季、夏季和秋季的兩條曲線相距較近, 生物量曲線部分位于豐度曲線下方, 兩條曲線出現交叉和重疊現象(圖8a、b、d), 說明大型底棲動物群落受到擾動, 群落穩(wěn)定性有所下降; 夏季的W值(0.023)在四季中最低, 且出現兩次交叉現象,群落受到的擾動最為嚴重。

3 討論

本研究調查站位間距較大, 覆蓋的范圍廣, 因此近島區(qū)物種數量調查的結果相較于已有研究文獻更為豐富(李秀保 等, 2019; 黃端杰 等, 2020)。與三亞珊瑚礁保護區(qū)內的其他海域相比, 蜈支洲島海洋牧場近島區(qū)的大型底棲動物豐度要低于東島、鹿回頭和大東海珊瑚礁保護區(qū)的平均豐度(1.36ind.·m-2)(孫有方 等, 2018), 也明顯低于西島、亞龍灣和鹿回頭(566.29ind.·m-2)(董棟 等, 2015), 但大型底棲動物的生物量與該三處相鄰海域的調查結果平均值相近(82.15g·m-2)且物種具有較高的相似性(董棟 等,2015; 黃丁勇 等, 2021)。

3.1 大型底棲動物群落結構季節(jié)變動

本研究發(fā)現夏季海洋牧場近島區(qū)的大型底棲動物豐度(0.59ind.·m-2)、生物量(54.03g·m-2)及群落多樣性(1.26 ± 0.53)較低, 這可能和夏季島周出現的季節(jié)性冷水上升流造成的底層溫度持續(xù)偏低有關(Li et al, 2015)。蜈支洲島位于瓊東沿岸上升流區(qū), 在夏季高溫時, 上升流能部分緩解水體溫度升高, 珊瑚礁區(qū)的底層溫度能維持在礁棲性生物相對適宜范圍內(Li et al, 2012; Huang et al, 2020)。但隨著上升流加強, 底層水體溫度出現較明顯下降(表1), 并將持續(xù)1～2 周, 瓊東上升流期間文昌海域測得底層上升流水體(8m)與表層水體(0m)溫差達5℃以上(Li et al,2015)。底層持續(xù)的低溫會導致與溫度相關的一系列環(huán)境因子的變化, 從而干擾到大型底棲動物的生存狀態(tài), 進而產生群落分布格局的變化。

本研究同時發(fā)現因受2020 年秋季持續(xù)臺風帶來的強降雨造成的水體低氧影響, 秋季大型底棲動物的豐度(0.74ind.·m-2)與生物量(53.09g·m-2)也都維持在較低的水平。Rajan 等(2021)研究發(fā)現, 地表徑流加強伴隨的水體低氧會影響底棲生物的生理和繁殖等生命活動, 大型動物如甲殼動物和棘皮動物對DO 降低相對更敏感。對比發(fā)現, 2020 年夏、秋季節(jié)蜈支洲島經歷的臺風和暴風雨較往年偏多(圖2), 頻繁而強烈的風暴潮造成的惡劣海況和上游泄洪使水體濁度較高, DO 含量處于較低值(表1), 大型底棲動物向離島深水區(qū)等相對穩(wěn)定的生境遷移(Lunt et al,2014), 導致近島礁區(qū)的大型底棲動物的生物量出現全年最低值。

3.2 大型底棲動物群落結構空間差異

聚類(cluster)與MDS 分析結果間的差異性表明,蜈支洲島海洋牧場近島區(qū)可劃分為北部和南部2 個聚類組。相較季節(jié)間差異, 群落結構的區(qū)域性差異更為明顯, 北部區(qū)域大型底棲動物的豐度及生物量明顯偏高, 能夠在不同季節(jié)形成較大規(guī)模的聚類組,而南部受到部分環(huán)境因素限制, 形成另一個聚類組。這可能與近島南北兩側的沉積物性質以及人類活動的頻繁程度差異相關。南部區(qū)域為發(fā)育良好的珊瑚礁生境, 生物群落穩(wěn)定性高整體變動較小, 北部區(qū)域尚處于恢復階段, 穩(wěn)定性略差, 易受環(huán)境等因素變化影響。

底棲動物的群落組成與海底沉積物粒徑(袁濤萍 等, 2017; Kolyuchkina et al, 2020; Gerasimova et al, 2021)及沉積物的有機質含量(Rajan et al, 2021;Boutoumit et al, 2021)有重要的關系。經鑒定, 海洋牧場近島區(qū)北部區(qū)域底質粒徑偏細, d1 站位底質多為粉砂, 而其他站位多為粒徑大于63μm 的粉砂質砂, 棘皮動物與軟體動物多分布于沉積物為粉砂—黏土等粒徑較細的區(qū)域(黃端杰 等, 2020; 全秋梅等, 2020); 北部區(qū)域靠近蜈支洲島碼頭和主要娛樂設施, 人類活動較為密集, 各類船艇及休閑潛水活動對水體造成較強的擾動會造成底質營養(yǎng)鹽的再懸浮, 同時潛水游客對觀賞魚類的投餌也會帶來一定的外源營養(yǎng)(Huang et al, 2020; 許惠麗 等, 2020),因此水體中營養(yǎng)鹽含量及表層沉積物有機質含量在全年大部分時間均高于南部區(qū)域(圖3), 為底棲藻類的生長提供了充足營養(yǎng)物質(徐帥帥 等, 2017;Rojas-Montiel et al, 2020)。文獻數據表明, 島北藻皮與鈣化藻的覆蓋度介于 19.44%～35.83%(夏景全,2021), 海藻來源有機質構成了底棲動物的潛在食物來源, 使得該區(qū)域底棲動物豐度及生物量均較南部區(qū)域高。相較而言, 近島區(qū)南部海域水質良好, 透明度高, 珊瑚覆蓋度要遠高于島北部, 沙質底生境斑塊較少。由于海參等棘皮動物對沙質底生境有較強的依賴性, 同時島南側近島區(qū)浪大流急, 因此海參等棘皮動物分布較少, 這也與國外學者研究結論一致(Rodríguez-Troncoso et al, 2019)。因此, 島南部兩站位的豐度與生物量相差不大且低于北部區(qū)域。

3.3 群落結構穩(wěn)定性評價

本研究基于Shannon-Wiener 多樣性指數(H′)以及M-AMBI 指數評價環(huán)境受污染程度標準(蔡立哲等, 2002; 林和山 等, 2015), 初步判斷蜈支洲島海洋牧場近島區(qū)春、秋和冬季水質狀況良好, 僅在夏季海區(qū)出現輕度污染現象, 整體生態(tài)狀況處于良好狀態(tài)。ABC 曲線法評估結果表明, 夏季大型底棲動物群落受到一定程度干擾, 群落結構出現穩(wěn)定性較差的情況, 這與生物多樣性指數的評估結果一致。究其原因可能與季節(jié)性自然環(huán)境變動因素有關, 夏季進入雨季導致的降雨量持續(xù)增加, 同時上升流介導的底層溶氧水平下降和低溫可能也會造成影響。區(qū)域性差異方面, 北部區(qū)域靠近游客碼頭及主要娛樂區(qū)域(夏景全 等, 2020), 海上船艇活動和潛水活動頻繁, d1 站位的水質狀況在春季和秋季為各站位最低, 呈現輕度污染, 主要原因可能是營養(yǎng)鹽水平偏高; 南部區(qū)域的水質狀況除夏季出現下降外, 其他季節(jié)均為良好, 推測可能因南部水動力引起的潮流復雜, 水體自凈能力最強, 大部分時間處于潔凈狀態(tài)。

對比鄰近珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的多樣性指數, 如東島(3.07)、鹿回頭(2.88)和大東海(1.85)(孫有方 等,2018), 蜈支洲島近島區(qū)的多樣性指數(3.14±0.88)較高。在其他三片海域依然存在人類過度捕撈, 生境被破壞的威脅下, 蜈支洲島旅游區(qū)在多年前就一直對海域開展嚴格的監(jiān)管維護, 其自身優(yōu)良的水環(huán)境條件及周邊多樣化的底棲生境類型, 為近島區(qū)礁棲性生物棲息提供了良好的庇護所及索餌場地, 復雜的底質類型會使底棲動物豐富度更高(Rojas-Montiel et al, 2020)。未來需要長期的監(jiān)測數據來了解群落結構變化對海洋牧場生態(tài)效應的影響。

4 結論

蜈支洲島海洋牧場近島區(qū)大型底棲動物豐度與生物量的變化總體上以軟體動物和棘皮動物的變動為主要特征。夏季上升流造成的底層水體低溫環(huán)境,以及秋季頻繁的熱帶風暴與強降雨天氣造成的水環(huán)境劇烈波動, 可能是近島區(qū)大型底棲動物豐度及生物量偏低的原因。蜈支洲島北側和南側的大型底棲動物群落存在明顯的差異, 可能與底棲生境類型、水動力條件以及人類活動的頻繁程度等因素有關。綜合研究結果表明, 蜈支洲島海洋牧場近島區(qū)大型底棲動物種類與資源量豐富, 生物多為大型化成體,同時底棲群落多樣性指數總體維持在正常范圍內,但群落穩(wěn)定性在部分季節(jié)偏低。建議夏季近島區(qū)北側旅游活動應進行調整、優(yōu)化, 保證海洋牧場近島區(qū)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與健康。