廈門同安灣海域猩紅筒星珊瑚移植初步試驗

趙東波，楊順良，姬厚德

(福建海洋研究所，福建省海島與海岸帶管理技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗室，福建 廈門 361013)

由于氣候變化和人類活動影響，珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)受到一定程度破壞，為了挽救珊瑚礁資源，全球一些區(qū)域已開展一系列造礁石珊瑚移植研究[1-6]，但關(guān)于非造礁石珊瑚移植研究報道較少。開展珊瑚移植，一方面可對在原棲息地受到威脅的珊瑚進(jìn)行遷地保護(hù)，另一方面可豐富移植地的生境資源和海底景觀資源。

在我國石珊瑚主要分布在南海、東海海域，淺水石珊瑚分布在海南、廣西、廣東、臺灣和福建沿海地區(qū)[7-10]。福建沿海淺水石珊瑚目前共計記錄17種，隸屬6科14屬，其中造礁石珊瑚3科8屬9種，非造礁石珊瑚3科6屬8種，是我國石珊瑚分布北界[11-12]。廈門海域歷史調(diào)查記錄石珊瑚2科4屬5種，分別為標(biāo)準(zhǔn)蜂巢珊瑚(Dipsastraeaspeciosa)、粗糙菊花珊瑚(Coelastreaaspera)、華麗筒星珊瑚(Tubastreaayrea)、肯氏錐形珊瑚(Balanophylliacumingii)和猩紅筒星珊瑚(Tubastreacoccinea)[13-16]。猩紅筒星珊瑚隸屬石珊瑚目(Seleractinia)、木珊瑚科(Dendrophyllidae)、筒星珊瑚屬(Tubastraea)，多數(shù)學(xué)者將其列為非造礁石珊瑚[11，17-19]。其活體呈深紅色或橙色，觸手橙色或黃色，松軟且有彈性，伸展良好，骨骼呈杯橢圓形，有4輪隔片，成六邊形排列。猩紅筒星珊瑚分布較廣，在海南、廣東、廣西、臺灣和福建海域均有分布，在福建主要分布于臺山列島、牛山島、廈門灣、東山等海域，是福建有記錄的石珊瑚種類中屬于分布最廣的種類，這說明其適應(yīng)海域自然環(huán)境條件較強(qiáng)，因此本研究選取猩紅筒星珊瑚作為移植對象。

目前，在福建海域開展人工移植石珊瑚研究尚未見報道。本研究選取廈門同安灣海域開展人工移植石珊瑚試驗，旨在了解石珊瑚在移植地野外生長的生物學(xué)特征，揭示影響其存活和生長的主要因子，探討在該海區(qū)移植珊瑚的可行性，為進(jìn)一步開展珊瑚移植、拓展海底旅游景觀資源提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)海洋自然概況

廈門同安灣潮汐類型為不規(guī)則半日潮，潮差3.99 m；平均潮流流速：漲潮表層47.2 cm/s、底層43.3 cm/s，落潮表層50.8 cm/s、底層43.1 cm/s；海域冬季底層水溫最低14.48℃，雨季底層最低鹽度26.19；海水透明度分別為2.2～3.5、1.8～3.2、1.1～1.7和1.2～1.3；實(shí)測最高懸浮泥沙含量為0.035 9 kg/m3，各站年垂線懸浮泥沙平均含量為0.009 3～0.016 7 kg/m3[20-22]。

表1 廈門同安灣海域海水水溫、鹽度、透明度測量值

1.2 樣品的采集與運(yùn)輸

本研究選取在我國分布較廣的猩紅筒星珊瑚作為移植對象，樣品采自福鼎臺山列島海域。臺山列島位于福鼎以東30 km的東海大陸架海域，由東臺山、西臺山、南船嶼等15個島嶼及22個礁石組成，周邊海域受黑潮分支——臺灣暖流和浙閩沿岸流的共同影響，記錄為中國大陸沿海造礁石珊瑚自然分布的北緣，周圍水深0～30 m，海底多巖礁，水質(zhì)清澈，透明度為0.3～2.4 m，底層海水水溫13.5～25.0℃，底層海水鹽度30.5～33.9℃。[11]

2012年10月，在臺山列島周邊海底巖礁區(qū)潛水挑選生長狀況較好的珊瑚，連同其附著的塊石一同采集，暫養(yǎng)在淺海區(qū)。運(yùn)輸當(dāng)天將其移至注滿海水的樣品箱內(nèi)，并進(jìn)行人工增氧，采用水族缸暫養(yǎng)模式運(yùn)往廈門，并于當(dāng)天內(nèi)放置于試驗海域，全程運(yùn)輸時間在12 h之內(nèi)。

1.3 樣品的移植與觀測

綜合考慮棲息地的自然環(huán)境、水深、人類活動影響、試驗測量條件等因素，本研究選取同安灣作為移植試驗區(qū)。但同安灣海域沉積類型主要為砂、粉砂、黏土，基巖出露甚少，僅在鱷魚嶼、大離浦嶼周邊海域潮間帶淺海有少量巖礁分布，而該區(qū)域由于水深較淺，捕撈、養(yǎng)殖等人類活動較多，不利于開展海底試驗工作。因此，利用七二五所大離浦海上試驗平臺開展珊瑚移植試驗。該海域底質(zhì)類型為泥質(zhì)砂，水深8～10 m。試驗時將珊瑚放置在樣品框內(nèi)，并將樣品框懸掛在試驗平臺上，設(shè)置4個懸掛位置11個懸掛點(diǎn)，下沉至水深5 m處，與樣品采集區(qū)水深基本相同。

2012年11月至2014年2月期間，每月對移植點(diǎn)周邊的海水溫度、鹽度、濁度、透明度進(jìn)行測量；提取樣品框觀測移植珊瑚的生長情況，對珊瑚的形態(tài)、顏色、高度等生物學(xué)參數(shù)進(jìn)行測量、記錄和拍照，并及時將樣品框懸掛回原位置。

溫度、鹽度、濁度測量方法：采用加拿大RBR公司的XR-620 CTD+Tu型溫鹽深濁度剖面儀(采樣率6 Hz)，自動測量溫度、鹽度、深度和濁度；海水透明度根據(jù)《海洋監(jiān)測規(guī)范》(GB/T 12763.6—2007)利用透明度盤測定；高度：拍照記錄每次測量位置，用游標(biāo)卡尺測量最高和最寬的位置，作為高度和寬度。

2 結(jié)果

2.1 海洋環(huán)境觀測結(jié)果

2012年11月至2014年2月期間，移植點(diǎn)海域主要生態(tài)環(huán)境影響因子的觀測結(jié)果顯示(表2)：平均水溫21.71℃，最高值30.11℃出現(xiàn)在2013年8月，最低值15.27℃出現(xiàn)在2013年2月；海水平均鹽度28.17，最高值30.35出現(xiàn)在2013年11月，最低值21.98出現(xiàn)在2013年7月；海水平均濁度17.43 FTU，最高值50.31 FTU出現(xiàn)在2013年3月，最低值2.91 FTU出現(xiàn)在2013年2月。海水底層溫度、鹽度、濁度變化趨勢：溫度冬季低、春季逐漸升高，至夏季最高，秋季逐漸降低；鹽度變化趨勢是春末夏初較低，即6月至8月為一年中較低時段，其余基本變化不大；濁度變化多次波動，變化范圍比較大(圖2)。

表2 海水溫度鹽度濁度觀測統(tǒng)計表

續(xù)表2

2.2 移植珊瑚的存活狀況

2012年10月，移植當(dāng)天，采集的11個珊瑚樣本均存活，呈深紅色或橙色，觸手橙色或黃色，松軟且有彈性，伸展良好(圖3 a、b、c、d)。2012年11月至2013年4月期間，珊瑚均存活，觸手伸展良好，顏色和形態(tài)未出現(xiàn)明顯變化。2013年5月，同安灣及周邊陸域普降暴雨，入海量徑流增大，海水鹽度驟降，部分珊瑚開始出現(xiàn)白化征兆。6月，9號、11號兩個較小的珊瑚樣品出現(xiàn)白化。7月，9號、11號樣品死亡，珊瑚呈灰白色，無觸手伸展(圖3 f、h)；6號、10號樣品開始白化。8月，6號、10號樣品死亡；5號樣品出現(xiàn)輕微白化；其余樣品均出現(xiàn)嚴(yán)重白化(圖3 f)。9月，樣品全部死亡(表3)。至2014年2月，死亡后的珊瑚均未出現(xiàn)重新生長的跡象。

注：a.試驗珊瑚樣品(2012-11-16)；b.試驗珊瑚樣品(2013-02-22)；c.珊瑚水下形態(tài)(2013-04-23)；d.珊瑚水下形態(tài)(2013-05-24)；e.測量珊瑚(2013-05-24)；f.珊瑚出現(xiàn)白化(2013-08-21)；g.珊瑚樣品上多種附著生物(2013-01-25)；h.附著生物與死亡珊瑚(2013-06-24)。

表3 珊瑚移植試驗中不同時間珊瑚長度變化表

此外，珊瑚的存活、生長還受到附著生物的影響。該海域附著生物比較豐富，主要有海綿、水螅、盤管蟲、藤壺、海鞘、苔蘚、海藻、?？①O貝、石鱉等(圖3 e、f、g)，夏季附著密度最高，當(dāng)附著生物大面積附著時，嚴(yán)重抑制珊瑚生長；當(dāng)附著生物包裹珊瑚比較嚴(yán)重時，導(dǎo)致珊瑚死亡(圖3 h)。

2.3 珊瑚的生長狀況

2012年11月，移植珊瑚高度為5～65 mm，其中10 mm以下的樣品1個，10～20 mm的樣品8個，20 mm及以上的樣品2個(表3)。

逐月測量結(jié)果表明，大部分移植珊瑚于2012年11月至2013年2月期間生長較快，平均生長速度達(dá) 15.6 mm/a。2013年3月至2013年8月期間，移植珊瑚生長速度明顯減慢。

從試驗觀測結(jié)果統(tǒng)計，猩紅筒星珊瑚生長速度約8.2 mm/a。

3 討論

3.1 珊瑚的采集、運(yùn)輸方法及移植點(diǎn)的選取

3.1.1 珊瑚的采集和運(yùn)輸

目前珊瑚移植的方法主要有兩種，一是將健康的珊瑚移入退化過程中的珊瑚礁，目的是促進(jìn)造礁石珊瑚群落的恢復(fù)；二是將受到影響的珊瑚移植到新的海區(qū)中，目的是保護(hù)現(xiàn)有的珊瑚種群，一般稱其為遷地保護(hù)[6]。珊瑚移植主要用于恢復(fù)被破壞的珊瑚礁或珊瑚群落、加速人工魚礁及其生態(tài)系統(tǒng)的形成等。本文進(jìn)行的珊瑚移植是將健康的珊瑚移植到新的海區(qū)，目的是在新的海區(qū)探索移植珊瑚，改善海底生態(tài)景觀，為在海區(qū)開展?jié)撍顒?，豐富水下景觀。

本研究移植珊瑚的開始半年內(nèi)，珊瑚生長狀況良好，顏色、形態(tài)未發(fā)生明顯變化，沒有發(fā)現(xiàn)珊瑚死亡現(xiàn)象，說明樣品采取、運(yùn)輸、移植等所運(yùn)用的方法、過程是可行的。

3.1.2 移植點(diǎn)的選取

移植區(qū)必須選擇人類活動干擾少的海域。海灣及大陸沿海海域海洋開發(fā)活動強(qiáng)度大，不利于珊瑚移植試驗。島嶼周邊淺海巖礁區(qū)適宜珊瑚附著棲息，可作為珊瑚移植試驗區(qū)，但是由于沿海漁民長期從事養(yǎng)殖、捕撈，尤其是在巖礁區(qū)放置籠網(wǎng)捕撈，在捕撈過程中籠網(wǎng)的放置、收取等對海底地形、底質(zhì)等拖拽擾動，影響海底表層附著生物的生存條件，尤其是附著在海底巖礁上的珊瑚易受捕撈網(wǎng)具的拖拽而折斷、脫落、死亡。

移植珊瑚的來源地的選擇主要考慮便于樣品采取、移植。臺山列島海域石珊瑚有相當(dāng)一部分棲息在塊石之上[11]，臺山站長期觀測結(jié)果統(tǒng)計分析表明：海區(qū)累年平均表層水溫18.9°C，最高水溫28°C，最低水溫低于11°C；累年平均表層海水鹽度為30.79，最高鹽度高于34.0，最低鹽度28.1[23]。與移植試驗區(qū)同安灣海域表層平均水溫21.61°C，最高水溫27.79°C，最低水溫14.32°C；平均表層海水鹽度為28.40，最高鹽度高于29.78，最低鹽度26.31[20]，環(huán)境條件較相近。

3.2 影響移植珊瑚存活和生長的主要因素

3.2.1 海洋環(huán)境因子

海水溫度、鹽度、渾濁度、透明度等環(huán)境因子是石珊瑚存活與生長的重要生態(tài)條件。石珊瑚對海水溫度、鹽度、渾濁度等環(huán)境因子的波動反應(yīng)比較敏感，在其適宜的波動范圍內(nèi)存活、生長，如果超出其適應(yīng)的范圍，則生長將受到一定程度的抑制，而超出其閥值時可導(dǎo)致死亡。石珊瑚生長需要一定的生態(tài)環(huán)境條件，造礁石珊瑚比非造礁石珊瑚對生態(tài)環(huán)境條件的要求更為苛刻。海水溫度是造礁石珊瑚分布最重要的生態(tài)因子，一般為18～30℃，最適宜的水溫為25～29℃，13℃是致死溫度[24]。造礁石珊瑚的鹽度適應(yīng)范圍為27～40，最適鹽度為34～36[25]。非造礁石珊瑚適宜海水溫度8.5～20.0℃、鹽度大于34[26]；目前缺少石珊瑚存活與生長影響因素的具體量值關(guān)系。

試驗結(jié)果表明在同安灣海域猩紅筒星珊瑚存活與生長受海水溫度、鹽度、渾濁度、陽光、附著生物等諸多因素影響。冬季是海水溫度最低季節(jié)，底層水溫最低14.48℃，從冬季珊瑚存活、生長測量記錄分析，該海域海水溫度適宜珊瑚生長與存活，不會導(dǎo)致珊瑚死亡。同安灣海域冬季、春季、夏季、秋季底層鹽度分別為28.90、26.68、30.23、30.07，鹽度垂直變化特征為冬季、春季和秋季總體上屬于冬季型，即鹽度基本不隨深度改變，垂直均勻分布，而夏季其深水區(qū)存在微弱的鹽躍層，淺水區(qū)基本處于垂直均勻分布；雨季時暴雨導(dǎo)致大量徑流入海，影響海水鹽度，雨季底層最低鹽度為26.19[20]。試驗結(jié)果顯示在低鹽脅迫下，珊瑚產(chǎn)生不同的生態(tài)響應(yīng)，當(dāng)鹽度低于28時出現(xiàn)白化征兆，低鹽持續(xù)一段時間會導(dǎo)致珊瑚嚴(yán)重白化、死亡，制約珊瑚存活，表明移植的珊瑚對海水鹽度的耐受性較低。

同安灣海域2月、5月、9月、11月底層平均懸浮泥沙含量分別為0.007 7、0.009 7、0.026 6、0.006 0 kg/m3，不會對珊瑚造成嚴(yán)重影響[20]。試驗期間試驗海區(qū)的海水濁度變化沒有導(dǎo)致珊瑚白化死亡現(xiàn)象。

多種因素都會直接影響到移植石珊瑚的存活與生長，從本試驗結(jié)果來看，雖然不能定量每種因素的影響程度與致死閾值，但可以獲得該海域移植石珊瑚死亡的制約因素，即暴雨時期大量徑流入海導(dǎo)致海水鹽度驟降所致。

雖然猩紅筒星珊瑚分布較廣，在福建沿海及廈門灣海域均有分布，但在移植試驗區(qū)同安灣海域之前的調(diào)查中都沒有記錄到該石珊瑚，試驗結(jié)果表明在同安灣海域自然環(huán)境條件下猩紅筒星珊瑚不能正常生長、存活。

3.2.2 附著生物

同安灣屬于河口型內(nèi)灣，是廈門灣的組成部分，海洋物種多樣性具有亞熱帶海灣特征，生物種類多且豐富。廈門灣已經(jīng)記錄5 713種生物，主要分布于水體和棲息于海底[16]。試驗海區(qū)海水流速較小，底層平均流速小于50 cm/s，水質(zhì)良好，有利于附著生物棲息生長。2003年3月至2004年2月，同安灣網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)污損生物周年掛板試驗共鑒定污損生物135種，其中藻類28種、動物107種[27]。由此可見在同安灣海域污損生物種類豐富，密度較大，移植珊瑚樣品上容易附著生物，生物的附著棲息將影響珊瑚的正常生長、存活。

4 結(jié)論

選擇合適的試驗點(diǎn)是提高石珊瑚移植存活率的關(guān)鍵因素，本次試驗結(jié)果表明，在海灣內(nèi)移植猩紅筒星珊瑚受鹽度波動影響最為明顯，大暴雨后入海河流向海灣注入大量徑流，使得海水鹽度明顯降低，限制珊瑚生長與存活。其次是附著生物在一定程度上抑制珊瑚的生長、存活。而同安灣海域的海水溫度、濁度正常波動不會導(dǎo)致珊瑚白化、死亡。

今后在進(jìn)行珊瑚移植時，應(yīng)科學(xué)分析環(huán)境特征對于移植石珊瑚的潛在影響，盡可能選擇適宜的有利條件，如底質(zhì)、海水溫度、鹽度、渾濁度、附著生物、人類活動等，提高移植珊瑚的存活率，達(dá)到移植目的。關(guān)于珊瑚生長、白化、死亡與影響因素的關(guān)系程度有待于今后深入試驗研究。