西沙永興島海域大型海藻種類(lèi)組成和資源分布特征

楊超杰，邢曉萱，童玉和，李金玲，王藝璇，鄭佳琳

(1.海南熱帶海洋學(xué)院 a.水產(chǎn)與生命學(xué)院;b.熱帶海洋生物資源利用與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;c.海南熱帶海洋學(xué)院崖州灣創(chuàng)新研究院，海南三亞 572022；2.海南大學(xué) 海洋學(xué)院，?？冢?70228)

0 引言

大型海藻指的是生長(zhǎng)在潮間帶或者亞潮帶的海藻，是潮間帶生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)者，可以為許多生物提供棲息地與生物來(lái)源[1]。它主要包括紅藻門(mén)、褐藻門(mén)、綠藻門(mén)和藍(lán)藻門(mén)四大門(mén)類(lèi)[2]。中國(guó)沿海已有記錄的海藻有1 277種，其中，隸屬于紅藻門(mén)40科169屬607種；褐藻門(mén)24科62屬298種；綠藻門(mén)321科48屬211種；藍(lán)藻門(mén)21科57屬161種[3]。

隨著海藻資源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不少學(xué)者先后開(kāi)展了各海域、各島嶼的海藻資源調(diào)查研究：施時(shí)迪[4]于1996—1997年對(duì)大陳島的藥用海藻資源進(jìn)行初步調(diào)查得知，大陳島有藥用海藻共計(jì)46種，其中包括綠藻10種、褐藻11種、紅藻25種；此外，還將46種藥用海藻的藥用部位與功能作用展開(kāi)描述。陳昌生等[5]通過(guò)對(duì)福建省部分海域潮間帶的經(jīng)濟(jì)海藻開(kāi)展了研究調(diào)查，經(jīng)鑒定得出，該區(qū)潮間帶共有海藻115種，其中經(jīng)濟(jì)海藻種類(lèi)有68種，包括經(jīng)濟(jì)綠藻15種、經(jīng)濟(jì)褐藻13種、經(jīng)濟(jì)紅藻40種；并且詳細(xì)分析了各經(jīng)濟(jì)藻類(lèi)作為食用藻類(lèi)、藥用藻類(lèi)等的功效特點(diǎn)。李瑩等[6]通過(guò)對(duì)遼寧沿海大型的藥用底棲海藻進(jìn)行資源調(diào)查，共發(fā)現(xiàn)82種藥用底棲海藻，包括紅藻45種、褐藻22種、綠藻14種以及藍(lán)藻1種；還對(duì)這些藥用底棲海藻的藥用功能、分布范圍做了具體介紹。通過(guò)相關(guān)研究可以看出海藻資源的調(diào)查對(duì)合理開(kāi)發(fā)海藻資源、維護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性、保護(hù)海藻資源的多樣性、發(fā)展海藻養(yǎng)殖業(yè)和海藻加工業(yè)等起著極為重要的作用。

永興島是西沙群島乃至我國(guó)南海諸島中最大的一個(gè)島嶼[7]44，位于三亞的東南方向330 km,平均海拔5 m,面積為2.13 km2[8]。永興島屬于熱帶季風(fēng)性氣候,以濕熱為特點(diǎn)。因?yàn)橛琅d島遠(yuǎn)離大陸，懸浮物較少，海水透明度較大，滿(mǎn)足藻類(lèi)生長(zhǎng)需要光線的條件，所以蘊(yùn)藏著豐富的海藻資源[7]56。近年來(lái)，永興島近海沿岸填海工程的實(shí)施對(duì)大型海藻賴(lài)以生存的附著基質(zhì)產(chǎn)生破壞，許多大型海藻資源受到影響，且生物多樣性受到威脅。為了解西沙永興島海域大型海藻的資源狀況，本研究以西沙永興島海域?yàn)檎{(diào)查對(duì)象，進(jìn)行其大型海藻的資源調(diào)查研究，分析該海區(qū)的大型海藻種類(lèi)分布區(qū)域狀況以及種類(lèi)資源的分布特征，為保護(hù)西沙永興島海域大型海藻的資源做前期準(zhǔn)備工作，為今后合理開(kāi)發(fā)永興島海藻資源、維護(hù)永興島及其海域的生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定提供科學(xué)依據(jù)。

1調(diào)查方法

1.1 樣品的采集方法

根據(jù)《海洋調(diào)查規(guī)范第6部分：海洋生物調(diào)查》(GB/T12763.6-2007)的要求方法[9]，于2021年4月的最低潮期間在西沙群島中的永興島(16°50.3885′N(xiāo),112°19.7823′E)沿岸設(shè)置了4個(gè)調(diào)查站位點(diǎn)，即站位點(diǎn)1(16°51′28.08″N,112°20′38.04″E)、站位點(diǎn)2(16°49′39.252″N,112°19′6.6″E)、站位點(diǎn)3(16°48′47.196″N,112°20′57.84″E)、站位點(diǎn)4(16°50′43.152″N,112°22′16.68″E)進(jìn)行采樣調(diào)查。在每個(gè)站位點(diǎn)的潮間帶包括高潮帶、中潮帶、低潮帶，并各設(shè)2～3條有代表性的斷面，以導(dǎo)航儀GPS對(duì)每個(gè)站位點(diǎn)設(shè)置的斷面進(jìn)行位置定位，從而進(jìn)行生物樣品的定量采集。在每個(gè)斷面選用1 m×1 m的樣方進(jìn)行采樣，樣方相距10 m，對(duì)樣方內(nèi)的所有海藻樣品進(jìn)行采集。

1.2 樣品的處理方法

樣品采集后，將樣品表面的雜質(zhì)、沙石等清除干凈并拍照記錄，而后編號(hào)標(biāo)記好后再裝入塑料袋內(nèi)密封，在同一天帶回調(diào)研船上及時(shí)進(jìn)行鮮質(zhì)量稱(chēng)量和記錄，以此進(jìn)行藻類(lèi)的定量調(diào)查，可以通過(guò)生物量來(lái)衡量潮間帶大型海藻的種群大小，再結(jié)合每個(gè)樣點(diǎn)的采樣情況來(lái)分析出該區(qū)海藻群落的優(yōu)勢(shì)種、見(jiàn)習(xí)種、稀有種等，而藻類(lèi)的溫度性質(zhì)可以根據(jù)其生長(zhǎng)的最適溫度和生長(zhǎng)的地理環(huán)境[10-11]分布范圍來(lái)確定。除了對(duì)樣方內(nèi)藻類(lèi)樣品采集的同時(shí)，還對(duì)樣方周?chē)嬖诘脑孱?lèi)進(jìn)行收集，確定種類(lèi)和分布等情況進(jìn)行補(bǔ)充調(diào)查，以此作為定性調(diào)查的分析依據(jù)。

1.3 數(shù)據(jù)分析的方法

1.3.1 相對(duì)重要性指數(shù)(IRI)

海藻相對(duì)重要性指數(shù)(IRI，記作IRI)[12]，其計(jì)算公式為

IRI=N%×F%×10 000，

其中：N%為某一物種的數(shù)量占所采物種總數(shù)量的比例；F%為某一物種出現(xiàn)的站位數(shù)占調(diào)查的所有站位數(shù)的比例。將IRI≥1 000的物種定為優(yōu)勢(shì)種，在范圍100≤IRI<1 000內(nèi)的定為重要種，在10≤IRI<100內(nèi)的定為常見(jiàn)種，在1≤IRI<10內(nèi)的定為一般種，IRI<1的定為稀有種[13]。

1.3.2 生物量(Q)

海藻種類(lèi)的生物量(Q)[14]，計(jì)算公式為

Q=M/S，

其中：Q為某優(yōu)勢(shì)種的生物量；M為采樣框內(nèi)優(yōu)勢(shì)種的鮮質(zhì)量；S為采樣框的面積。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 西沙海域永興島大型海藻定性調(diào)查結(jié)果

2.1.1 大型海藻種類(lèi)組成及種群性質(zhì)

通過(guò)本次調(diào)查共獲得大型海藻42種，隸屬3門(mén)16目22科35屬，其中紅藻門(mén)8目10科18屬20種，綠藻門(mén)5目8科10屬14種，褐藻門(mén)3目4科7屬8種。由此可見(jiàn)，此次大型海藻的種類(lèi)以紅藻種數(shù)最多，約占總數(shù)量的48%，其次是綠藻，約占總數(shù)量的33%，褐藻種數(shù)最少，約占總數(shù)量的19%。將此次調(diào)查所獲得的大型海藻種類(lèi)的總名錄列于表1。

根據(jù)相對(duì)重要性指數(shù)IRI將此次采集到的大型海藻種類(lèi)分為重要種與常見(jiàn)種，重要種隸屬于3門(mén)4目4科5屬5種，占總數(shù)量的12%，主要包括綠藻門(mén)的柏葉蕨藻(Caulerpacupressoides)，其相對(duì)重要性指數(shù)為166.98；褐藻門(mén)的匍匐網(wǎng)翼藻(Dictyopterisrepens)，其相對(duì)重要性指數(shù)為123.40；以及紅藻門(mén)的球枝藻(Tolypiocladiaglomerulata)、略大凹頂藻(Laurenciamajuscula)和環(huán)節(jié)藻(Champiaparvula)其相對(duì)重要性指數(shù)分別為451.81、249.96和182.59。常見(jiàn)種隸屬于3門(mén)16目21科31屬37種，占總數(shù)量的88%，包括綠藻門(mén)的總狀蕨藻(Caulerparacemosa)、螺旋硬毛藻(Chaetomorphaspiralis)、網(wǎng)球藻(Dictyosphaeriacavernosa)和大葉仙掌藻(Halimedamacroloba)；褐藻門(mén)的匍扇藻(Lobophoravariegata)、網(wǎng)胰藻(Hydroclathrusclathratus)、細(xì)弱網(wǎng)胰藻(Hydroclathrustenuis)和網(wǎng)地藻(Dictyotadichotoma)，以及紅藻門(mén)的刺枝魚(yú)棲苔(Acanthophoraspicifera)、纖絲乳節(jié)藻(Galaxaurafilamentosa)、紫杉狀海門(mén)冬(Asparagopsistaxiformis)、海蘚藻(Leveilleajungermannioides)和伴綿藻(Ceratodictyonspongiosum)等。

表1 西沙永興島海域大型海藻種類(lèi)組成、分布及性質(zhì)

表1 (續(xù))

2.1.2 溫度性質(zhì)

根據(jù)溫度性質(zhì)與海藻分布環(huán)境，可從表1得知，西沙永興島海域的大型海藻可分為熱帶性種類(lèi)、亞熱帶性種類(lèi)和暖溫帶性種類(lèi)，不存在寒帶性種類(lèi)。此次采集到的大型海藻以亞熱帶性種類(lèi)為主，隸屬于9目13科16屬20種，占總數(shù)量的48%。其中紅藻門(mén)的種類(lèi)數(shù)量最多，為10種，占紅藻總數(shù)的50%；褐藻門(mén)種數(shù)最少為4種，占褐藻總數(shù)的50%。熱帶性種類(lèi)隸屬于7目7科10屬12種，占總數(shù)量的28%。其中以綠藻門(mén)種類(lèi)最多，為7種，占綠藻總數(shù)的50%；褐藻門(mén)種類(lèi)最少，為1種，占褐藻總數(shù)的12.5%。暖溫帶性種類(lèi)最少，隸屬于6目6科9屬10種，占總數(shù)量的24%。其中紅藻門(mén)的種類(lèi)最多，為6種，占紅藻總數(shù)的30%；綠藻門(mén)的種數(shù)最少，為1種，占綠藻總數(shù)的7%。

2.1.3 各站位點(diǎn)分布情況

從圖1可以看出此次大型海藻的采集分為站位點(diǎn)1、站位點(diǎn)2、站位點(diǎn)3、站位點(diǎn)4四個(gè)區(qū)域，在1號(hào)站位點(diǎn)共采集到大型海藻種類(lèi)19種，占總種類(lèi)數(shù)的45.24%；其中褐藻門(mén)種類(lèi)最少有4種，占該站位點(diǎn)種類(lèi)總數(shù)的21.05%；紅藻門(mén)種類(lèi)最多為8種，占該站位點(diǎn)種類(lèi)總數(shù)的42.11%。在2號(hào)站位點(diǎn)共采集20種海藻種類(lèi)，占總種類(lèi)數(shù)的47.62%；其中紅藻種類(lèi)和綠藻種類(lèi)相同且最多為8種，占該站位點(diǎn)總種類(lèi)數(shù)的40%；褐藻種類(lèi)最少為4種，占該站位點(diǎn)總種類(lèi)數(shù)的20%。在3號(hào)站位點(diǎn)共采到22種，占總種類(lèi)數(shù)的52.38%；其中以紅藻種數(shù)最多為9種，占該站位點(diǎn)總種類(lèi)數(shù)的42.86%；褐藻最少為5種，占22.73%。在4號(hào)站位點(diǎn)采集到18種海藻種類(lèi)，占總種類(lèi)數(shù)的42.86%；其中以紅藻種數(shù)最多為9種，占其總數(shù)的50%；褐藻最少為3種，占其總數(shù)的16.67%。

調(diào)查站位點(diǎn)圖1 各站位點(diǎn)的種類(lèi)數(shù)量分布情況

2.1.4 生態(tài)分布特點(diǎn)

可從表1中看出西沙永興島海域大型海藻的潮間帶分布情況。綠藻、褐藻和紅藻在低潮帶皆有分布，共計(jì)采到海藻32種，隸屬于15目19科27屬，占總數(shù)的76%。其中紅藻門(mén)種類(lèi)最多，為17種，占其總數(shù)的85%；褐藻門(mén)總數(shù)最少，為7種，占其總數(shù)的87.5%。中潮帶也包括綠藻、褐藻、紅藻三種藻類(lèi)，但僅采集到海藻18種，隸屬9目11科15屬，占總數(shù)的43%。其中以綠藻門(mén)種數(shù)最多，為9種，占其總數(shù)的64.3%；褐藻門(mén)種數(shù)最少，為2種，占其總數(shù)的25%。此次調(diào)查的大型海藻的種類(lèi)中未有分布在高潮帶和淺海區(qū)的種類(lèi)。

2.2 西沙永興島海域大型海藻定量調(diào)查結(jié)果

2.2.1 不同站位點(diǎn)的生物量情況

從表2可以看出西沙永興島海域大型海藻的生物量情況。以站位點(diǎn)的角度來(lái)看，各個(gè)站位點(diǎn)的平均生物量中，站位點(diǎn)4的種類(lèi)平均生物量最大，為32.42 g·m-2，其中生物量最大是球枝藻，為132.80 g·m-2，而易碎幅毛藻的生物量最小，為6.12 g·m-2。其次是站位點(diǎn)3的平均生物量，為17.16 g·m-2，略大凹頂藻的生物量最大，為73.47 g·m-2,圓果胞藻的最小，為5.26 g·m-2。而站位點(diǎn)1的平均生物量為12.81 g·m-2，其中匍匐網(wǎng)翼藻的生物量最大，為36.27 g·m-2；凝花菜的生物量最小，為6.29 g·m-2。站位點(diǎn)2的平均生物量最小，為8.78 g·m-2，其中，網(wǎng)球藻生物量最大，為14.71 g·m-2，粉枝藻屬的生物量最小，為4.67 g·m-2。

表2 西沙永興島海域大型海藻的生物量

2.2.2 不同門(mén)類(lèi)的生物量情況

從每個(gè)門(mén)類(lèi)的角度來(lái)看(圖2)，在此次采集到的大型海藻的種類(lèi)中，以紅藻門(mén)的平均生物量最大，為20.65 g·m-2，主要分布于4號(hào)站位點(diǎn)中(42.55 g·m-2)；紅藻門(mén)中種類(lèi)間的生物量相比較，生物量最大的是球枝藻，生物量最小的是海蘚藻，分別是132.80 g·m-2和3.14 g·m-2。褐藻門(mén)的平均生物量為19.25 g·m-2，主要分布在1號(hào)站位點(diǎn)中(19.89 g·m-2)；其中以匍匐網(wǎng)翼藻最大，毛孢藻最小，分別為36.27 g·m-2和6.22 g·m-2。而綠藻門(mén)的平均生物量最小為14.16 g·m-2，主要分布在4號(hào)站位點(diǎn)(22.57 g·m-2)；其中柏葉蕨藻的生物量最大為49.08 g·m-2，香蕉菜的最小為7.25 g·m-2。

調(diào)查站位點(diǎn)圖2 不同站位點(diǎn)的平均生物量

2.2.3 不同潮間帶的生物量情況

在中潮帶和低潮帶中，中潮帶的平均生物量最大，為25.86 g·m-2，其主要分布在4號(hào)站位點(diǎn)中(50.84 g·m-2)；而在中潮帶中生物量最大的種類(lèi)是紅藻門(mén)的球枝藻，其生物量為132.8 g·m-2，最小的也在紅藻門(mén)中但種類(lèi)不同，是帚狀江蘺，其生物量為7.05 g·m-2。低潮帶的平均生物量為19.82 g·m-2,依然主要分布在4號(hào)站位點(diǎn)(39.02 g·m-2)；其中最大的仍然是紅藻門(mén)中的球枝藻，其生物量為132.8 g·m-2，海蘚藻的最小，為3.14 g·m-2(圖3)。

調(diào)查潮位圖3 各潮間帶間的平均生物量

3 討論

通過(guò)本次資源調(diào)查可以得知西沙永興島海域共有大型海藻42種，其中，紅藻門(mén)8目10科18屬20種，綠藻門(mén)5目8科10屬14種，褐藻門(mén)3目4科7屬8種。紅藻種數(shù)最多，約占總數(shù)量的48%，其次是綠藻，約占總數(shù)量的33%，褐藻種數(shù)最少，約占總數(shù)量的19%。張義浩等[15]對(duì)舟山群島區(qū)域范圍內(nèi)的定生海藻進(jìn)行資源調(diào)查研究，研究分析得出該區(qū)域的定生海藻共163種，其中，綠藻門(mén)31種，褐藻門(mén)32種，紅藻門(mén)96種，藍(lán)藻門(mén)4種。田麗斯等[16]于2005年9月—2007年9月對(duì)大連的獐子島底棲海藻開(kāi)展資源調(diào)查，結(jié)果顯示共有海藻種類(lèi)113種，隸屬于藍(lán)藻門(mén)、褐藻門(mén)、紅藻門(mén)以及綠藻門(mén)四個(gè)門(mén)類(lèi)中，分別有4種、38種、54種、17種。夏邦美等[17]1681在三沙市南海諸島底棲海藻區(qū)系調(diào)查中發(fā)現(xiàn)藻類(lèi)種類(lèi)數(shù)量皆為紅藻總數(shù)最多，褐藻最少。由此可見(jiàn)，在熱帶-亞熱帶海域中，各海域的大型海藻種類(lèi)皆有不同，并且以紅藻數(shù)量居多，此次研究的調(diào)查結(jié)果與其他學(xué)者的研究結(jié)果相似。

從溫度性質(zhì)來(lái)看，西沙永興島海域的大型海藻主要以亞熱帶性種類(lèi)為主，其次為熱帶性種類(lèi)和暖溫帶性種類(lèi)。夏邦美等[17]1685還在三沙市南海諸島底棲海藻區(qū)系調(diào)查中發(fā)現(xiàn)在大型海藻的溫度性質(zhì)方面，調(diào)查的海藻種類(lèi)大多以熱帶性種類(lèi)和亞熱帶性種類(lèi)為主。陸艷用等[18]在2008—2010年對(duì)舟山中街山列島的底棲海藻資源開(kāi)展研究，共鑒定出78種底棲藻類(lèi),且通過(guò)分析得出中街山列島的底棲海藻主要為熱帶性種類(lèi)、亞熱帶性種類(lèi)、暖溫帶性種類(lèi)以及冷溫帶性種類(lèi)，但以暖溫帶性為主要種類(lèi)。王鐵桿等[19]于2007年10月—2009年6月對(duì)洞頭列島沿岸海域的大型底棲海藻進(jìn)行調(diào)查研究，經(jīng)分析得出該區(qū)海藻區(qū)系以暖溫帶性與亞熱帶性海藻為主，分別占其總數(shù)的64.13%和26.09%?？偨Y(jié)得出，在熱帶-亞熱帶海域中，大型海藻種類(lèi)多以熱帶性種類(lèi)和亞熱帶性種類(lèi)為主，且本次調(diào)查研究的結(jié)果與其他學(xué)者的研究結(jié)果大多相似。

從垂直分布的角度來(lái)說(shuō)，永興島海域的大型海藻多分布在中潮帶和低潮帶中，大多從中潮帶開(kāi)始慢慢延伸，會(huì)出現(xiàn)許多典型的常見(jiàn)種，到低潮帶物種分布的更豐富些，但是高潮帶卻未有大型海藻分布。朱四喜等[20]對(duì)浙江省中街山列島的巖相潮間帶底棲海藻進(jìn)行了研究調(diào)查，初步顯示該區(qū)域存在底棲海藻34種，其中紅藻種類(lèi)是該區(qū)域的優(yōu)勢(shì)種，且約有91.2%的調(diào)查海藻種類(lèi)皆分布在低潮帶中，種類(lèi)數(shù)垂直分布特點(diǎn)：潮間帶種類(lèi)數(shù)自高到低依次為低潮帶、中潮帶和高潮帶,體現(xiàn)了垂直分帶的現(xiàn)象。張才學(xué)等[21]于2011年4月—2012年1月對(duì)硇洲島大型海藻群落的季節(jié)演替進(jìn)行調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)此海域大型海藻不同物種其垂直分布特征為從高潮帶往低潮帶種數(shù)不斷增多，而且其生物量也由高潮帶向低潮帶逐漸增大。由此可知，分布在熱帶-亞熱帶海域的大型海藻多分布在低潮帶中，分布在高潮帶中的種類(lèi)相對(duì)較少，對(duì)照其他學(xué)者的相關(guān)研究結(jié)果，本次結(jié)果與其較為相似。

本次資源調(diào)查可以得知西沙永興島海域大型海藻種類(lèi)、數(shù)量及分布環(huán)境的大致情況，對(duì)該海域海藻資源的保護(hù)具有積極意義，也對(duì)海洋海藻資源的合理利用與科學(xué)管理有參考價(jià)值，且通過(guò)比較不同海區(qū)大型海藻資源的分布情況，有利于維護(hù)該海域的海藻資源和海洋資源的多樣性，對(duì)今后可持續(xù)合理開(kāi)發(fā)永興島海藻資源具有重要意義。