三亚湾近10年pH的时空变化特征及对珊瑚礁石影响分析_杨顶田
三亚凤凰岛造礁石珊瑚迁移效果研究
三亚凤凰岛造礁石珊瑚迁移效果研究张浴阳;刘骋跃;俞晓磊;罗勇;周天成;练健生;黄晖【期刊名称】《热带海洋学报》【年(卷),期】2024(43)3【摘要】造礁石珊瑚既是构成珊瑚礁生态系统中的关键功能生物,也是国家二级保护野生动物,其数量的快速衰退已引起了广泛关注,因此近年来我国对造礁石珊瑚以及珊瑚礁生态系统的保护正在逐步加强。
海岸工程易对周边的珊瑚礁造成严重影响,实施保护性迁移是降低工程对造礁石珊瑚影响的重要手段。
为研究海南热带海域造礁石珊瑚迁移方法以及迁移保护的效果,我们对三亚凤凰岛二期项目拆除工程影响海域内的造礁石珊瑚实施了保护性迁移及监测。
迁移造礁石珊瑚个体共计16634株,包括鹿角珊瑚属、牡丹珊瑚属、滨珊瑚属等18属造礁石珊瑚种类。
迁移个体分别迁移至鹿回头海域6210株与西岛海域10424株。
迁移珊瑚采用了三种移植方法,分别为铆钉移植、小型移植礁体移植与直接摆放。
在迁移至鹿回头和西岛两地8个月后,迁移珊瑚平均存活率均在80%以上,两地迁移珊瑚的总存活率为86.24%。
调查的结果显示,铆钉移植的方法存活率最高,小型移植礁体和直接摆放的两种移植方法存活率稍低。
迁移至西岛的珊瑚8个月平均生长了3.03cm,的增长率为23.31%,而鹿回头迁入的珊瑚平均生长了6.15cm,增长率为58.74%,高于迁移至西岛的珊瑚。
迁移采用的三种移植方法的8个月的存活率均高于75%,并且珊瑚的生长速率较好,说明珊瑚适应迁入区环境。
由以上结果来看,此次保护性迁移珊瑚数量多,涉及的珊瑚种类广,在迁移后经受过两次台风的影响,迁移结果具有一定的代表性。
本研究中,珊瑚迁移的效果达到了保护受拆除工程影响的造礁石珊瑚的目的,可为未来的珊瑚迁移性保护提供重要经验。
【总页数】10页(P177-186)【作者】张浴阳;刘骋跃;俞晓磊;罗勇;周天成;练健生;黄晖【作者单位】中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室;三亚海洋科学综合(联合)实验室;海南三亚海洋生态系统国家野外科学观测研究站;中国科学院大学【正文语种】中文【中图分类】Q958.8【相关文献】1.福建东山岛附近海域造礁石珊瑚共生藻的分子系统分类和遗传多样性研究2.三亚水域造礁石珊瑚移植试验研究3.运用PCR-RFLP方法研究三亚鹿回头岸礁造礁石珊瑚共生藻的组成因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
西岛游客容量与海洋生态环境因子变化影响关系分析
西岛游客容量与海洋生态环境因子变化影响关系分析作者：田晶晶张文勇罗蕊通讯作者耿涛年吴川良来源：《商情》2019年第52期西岛（西瑁洲岛），坐落在海南岛最南部的三亚湾。
全岛面积约2.8平方公里，常住居民3千多人口。
自2001年开始，西岛开始了旅游开发，长期的旅游开发可能已对西岛的珊瑚礁资源造成了重要的影响，但是一直以来缺乏全面、有效的评估。
为了更好的了解旅游活动长期以来对珊瑚礁的影响因素，特进行了本次调查研究。
通过对西岛珊瑚礁资源及环境因子的调查，结合西岛游客数量、旅游活动状况以及水质环境因子等变化，阐明西岛旅游活动对珊瑚礁及海洋环境因子的影响。
研究结果将为西岛游客活动及游客容量等的科学管控提供支撑，以促进旅游开发与珊瑚礁的保护协调发展。
主要调查研究内容和方法：调查旅游发展及其对周边环境的影响方面;调查西岛周边珊瑚礁区海洋环境因子，了解环境变动状况;调查珊瑚礁区生物群落的分布状况，探讨旅游开发活动对珊瑚礁的影响。
在西岛附件海域共设置10个珊瑚礁、水质调查站位（如下图1所示）。
调查时间在2018年的春季开展。
结合google earth地图和相应的站位分布，可以确认区域1主要分布在西岛的南侧未开发区域（1-3号站位）和东侧渔民活动区域（4-6号站位），区域2主要分布在西岛西侧，为西岛旅游公司主要用海区域和三亚珊瑚礁保护区西岛站所在地。
区域1靠近三亚河排污一侧，区域2近海为海水养殖区域。
因此，本研究比较下两个不同区域人类活动影响下（西岛旅游开发、渔民的人类活动以及三亚河排污等）水质环境因子、珊瑚礁底质类型以及生物群落的空间分布差异，研究结果有助于阐明造成的原因和提出保护对策。
本次调查共记录到造礁石珊瑚10科23属68种，多孔螅2种。
优势珊瑚类群为盔形珊瑚属Galaxea、蔷薇珊瑚属Montipora和滨珊瑚属Porites;优势珊瑚种类包括丛生盔形珊瑚Galaxea fascicularis、橙黄滨珊瑚Porites lutea、繁錦蔷薇珊瑚Montipora efflorescens，其中丛生盔形珊瑚占到53%，成为绝对的优势类群。
南海北部造礁石珊瑚共生体光合作用特征季节性监测
样品采集于2017年 8 月 、1 1 月 和 2018年 1 月 、 4 月，涵盖春夏秋冬4 个季节;采样地点在海南岛南 部 三 亚 鹿 回 头 半 岛 西 岸 （109°28'E , 18°13'N )的 6 条永久断面上(图1),每个断面分为1〜2 m 和 4 〜6 m 的 2 条 等 深 测 线 ，样 品 采 集 时 间 选 在 水 质 清 澈 的 高 潮 时 ，使 用 锤 子 和 凿 子 潜 水 采 集 枝 状 的 鹿 角 杯 形 珊 瑚 （P o c ///o/?ora cfcrw/c o /77/5：) 、块 状 的 澄 黄 滨 珊 瑚 (P o n t e s /w Z e a )和叶片状的十字牡丹珊瑚(Pavorta
测定完叶绿素荧光参数的样品需要迅速冷冻 保 存 去 除 表 面 黏 液 ，以 便 在 实 验 室 内 测 定 共 生 藻 密
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Marine Geology Frontiers 海洋地质前沿
2021年 6 月
度 及 叶 绿 素 a 含 量 使 用 洁 碧 (waterpik)洗牙器, 用 0.45 p m 的过滤海水冲洗冰冻的珊瑚样品，使其 表面的软体组织与骨骼分离:24:将冲洗干净的珊 湖 骨 骼烘干，使用铝箔法测得珊瑚表面积(幻:23'37， 所用铝 箔 纸 密 度 为 0.004 1 g /c m 2: 冲洗液倒入量筒 摇匀测量出积(F )，并分別取3 份 3 m L 和 3 份 20 m L 的 冲 洗 液 装 人 离 心 管 把 3 m l 冲洗液的离心管以 4000 r/m i n 离 心 10 m i n 后 ，倒 掉 上 清 液 ，使 用 1 m L 1 0 % 的 福 尔 马 林 进 行 固 定 后 静 置 8 h ，使用血球计 数法计算得出珊瑚共生藻的密度(心(cellS/c m 2))W _
高考地理专题训练：珊瑚、珊瑚礁(附参考答案)
高考地理专题训练：珊瑚、珊瑚礁（附参考答案）1.阅读图文材料，完成下列问题。
珊瑚礁白化是由于珊瑚失去体内共生的虫黄藻或共生的虫黄藻失去体内色素而导致五彩缤纷的珊瑚礁变白的生态现象。
1998年和2002年曾两度发生过严重的珊瑚白化事件。
到了2014年，由于全球温度上升了0.9℃，珊瑚白化现象又一次大规模出现。
2015年，由于白化，澳大利亚大堡礁浅水区67%的珊瑚不幸死亡。
据材料结合所学知识分析珊瑚礁白化产生的根本原因及应对措施。
参考答案：根本原因：化石燃料的燃烧，森林的破坏，温室气体增加，全球气候变暖；措施：减少化石燃料的燃烧；优化能源消费结构，开发利用新能源；植树造林；加强宣传教育，树立环保意识；发展清洁燃料技术；回收利用CO2和CH4等温室气体；加强国际合作；制定法律法规，实现达标排放2.（2019·广东高三期末）阅读材料，回答相关问题。
涠洲岛位于广西北部湾中部地区，属亚热带季风气候。
岛屿北部、东部海岸主要为基岩岩滩，西部海岸以海蚀崖为主，该岛是全球珊瑚礁分布的北缘，珊瑚主要生活在热带海域，其生长条件较苛刻，最适宜温度为25℃—27℃之间，对水环境要求高。
随着气候变化，全球的珊瑚礁正在不断减少。
目前科学家正在涠洲岛海域进行人工繁育珊瑚多项实验，主要采用固定式苗圃和悬浮式苗圃进行海底珊瑚种植，由于海况复杂，工作人员在海底种植珊瑚面临许多困难和问题。
下图为涠洲岛等深线及珊瑚礁的分布图（阴影区为现代珊瑚覆盖度>5%）（1）推测涠洲岛西部和南部地区珊瑚分布较少的原因。
（2）分析气候变暖对涠洲岛珊瑚的影响。
（3）简述在涠洲岛海底种植珊瑚可能面临的困难和问题。
（4）指出涠洲岛珊瑚礁的可持续开发利用方向。
参考答案：（1）西部风浪大，侵蚀强，水较深，形成侵蚀海岸；南部为海湾，人类活动密集，水体污染较严重，海底以淤泥沉积物为主，不利珊瑚生长。
（2）气候变暖导致海水温度升高，影响珊瑚生存，导致珊瑚总量减少；使热带的珊瑚类型增加，成为热带珊瑚的避难所；珊瑚分布范围向北扩大。
基于文献计量分析的珊瑚礁研究现状与热点
制在 ２０１７ 年之前（ 包含 ２０１７ 年） ，筛选出共计 ７３０ 篇珊瑚相关文献。
分别将已选的 ９５８５ 篇国际文献题录和 ７３０ 篇国内文献题录导入 Ｂｉｂｅｘｃｅｌ 中，导出文献的高频关键词，合
图 ２ 国内有关珊瑚在生态环境领域的论文各年份分布数目
Ｆｉｇ．２ Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ａｒｔｉｃｌｅｓ ａｂｏｕｔ ｃｏｒａｌ ｉｎ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｉｎ ｅａｃｈ ｙｅａｒ ｉｎ ｄｏｍｅｓｔｉｃ
（ 珊瑚） ，其次是 ｃｏｒａｌ ｂｌｅａｃｈｉｎｇ（ 珊瑚白化） ，ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ（ 气候变化） ，ｒｅｃｒｕｉｔｍｅｎｔ（ 珊瑚幼虫） ，Ｓｙｍｂｉｏｄｉｎｉｕｍ
治之外的领域，对海洋方面的研究有所倾向。
在 ＣＮＫＩ 中检索的 ７３０ 篇主题为“ 珊瑚” 并与生态环境有关的文献每年发布数量如图 ２ 所示。 由图 ２ 可
以看出，随着时间的推移，文献的数量大体上呈上升趋势，尤其自 １９９４ 年以来文献数量呈加速增长趋势。 有
关珊瑚的研究大体可分为四个阶段，第一阶段（ １９５９—１９９０ 年） 初步探索阶段，文献数量不多，说明关于珊瑚
第 ３９ 卷第 ３ 期
生
态
学
报
ＡＣＴＡ ＥＣＯＬＯＧＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ
２０１９ 年 ２ 月
Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．３
Ｆｅｂ．，２０１９
学术信息与动态
ＤＯＩ： １０．５８４６ ／ ｓｔｘｂ２０１８０３２７０６１１
王耕，常畅，于小茜，徐惠民．基于文献计量分析的珊瑚礁研究现状与热点．生态学报，２０１９，３９（３） ：１１１４⁃ １１２３．
酸雨与海洋生态系统 珊瑚礁 海洋生物和渔业的危机
酸雨与海洋生态系统珊瑚礁海洋生物和渔业的危机酸雨与海洋生态系统近年来，酸雨成为全球环境问题的重要课题之一。
酸雨对陆地生态系统的影响被广泛研究和关注，然而，对于海洋生态系统的影响，尤其是珊瑚礁、海洋生物和渔业的危机，人们的关注并不足够。
本文将重点探讨酸雨对海洋生态系统的危害，并分析其对珊瑚礁、海洋生物和渔业的潜在威胁。
1. 酸雨的形成与影响酸雨是大气污染的结果，主要由氮氧化物和硫氧化物在大气中与水蒸气反应形成硫酸和硝酸而产生。
这些酸性物质在下雨时降落到地面，其中一部分也将进入海洋。
酸雨具有强酸性，会导致水体的酸碱度下降，损害海洋生态系统的平衡。
2. 酸雨对珊瑚礁的危害珊瑚礁是海洋生态系统中的重要组成部分，其构成了复杂的生态链和生态系统。
酸雨对珊瑚礁的破坏主要表现在两个方面：一是直接侵蚀珊瑚，使其结构破坏，生长受阻；二是影响珊瑚的生存环境，扰乱其生物多样性。
酸雨导致珊瑚的钙质骨架溶解，造成珊瑚丧失生长的基础，整个珊瑚生态系统面临崩溃的风险。
3. 酸雨对海洋生物的威胁海洋是生物的栖息地，酸雨的导致的水体酸化对海洋生物的生存与繁衍造成了巨大的威胁。
酸性环境降低了海洋生物体内钙离子的可利用性，进而影响鱼类的骨骼发育和幼体发育。
同时，酸雨还会扰乱海洋生物的行为和生理功能，影响其身体免疫系统的正常运作，增加海洋生物患病的风险。
4. 酸雨对渔业的影响海洋渔业对于许多地区的经济和食物安全至关重要。
酸雨对海洋渔业带来了直接和间接的影响。
一方面，酸雨导致水体中的鱼类和其他渔业资源的数量减少，严重威胁渔业的可持续发展。
另一方面，酸性环境降低了鱼类的生长速度和生殖能力，使得渔业资源无法恢复和增长。
5. 应对酸雨危害的措施为了保护海洋生态系统及其相关产业，我们需要采取切实有效的措施来减缓酸雨对海洋生态系统的危害。
减少大气污染物的排放是关键。
政府应该加强相关法规的制定和执行，促使工业企事业单位采取节能减排措施。
同时，普及环境保护知识，提高公众的环境意识也非常重要。
中国大陆沿岸造礁石珊瑚适生区及保护空缺分析
中国环境科学 2021,41(1)：401~411 China Environmental Science 中国大陆沿岸造礁石珊瑚适生区及保护空缺分析胡文佳1,2,张典1,廖宝林3,李元超4,刘昕明5,马志远1,2,杜建国1,2,俞炜炜1,2,陈彬1,2,郑新庆1,2,6,7*(1.自然资源部第三海洋研究所,福建厦门 361005；2.福建省海洋生态保护与修复重点实验室,福建厦门 361005；3.广东海洋大学深圳研究院,广东深圳 518108；4.海南海洋与渔业科学院,海南海口 570125；5.广西壮族自治区海洋研究院,广西南宁 530022；6.海峡西岸海岛海岸带生态系统野外观测研究站,福建厦门 361005；7.漳州海岛海岸带野外观测研究站,福建厦门 361005)摘要：为有效开展造礁石珊瑚的保护与珊瑚礁的修复,需要探明其适生空间分布格局和适生环境条件.采用最大熵模型方法,结合空间分析技术首次对中国大陆东南沿海的造礁石珊瑚潜在适生区进行了模拟预测,并定量评估了珊瑚分布与多元环境因子之间的响应关系.结果表明,中国大陆沿岸造礁石珊瑚的分布主要受到降水、海温等环境变量的影响,最适宜的环境区间为年降水量1136~2051mm,降水量变化方差66~83mm、最冷季平均海温18.6~23.3℃、年平均海温20.9~25.8℃.模拟得到的潜在适生区主要分布于海南岛-涠洲岛-雷州半岛沿岸、珠江口-大亚湾、南澳-东山-六鳌沿岸、厦门湾-平潭岛等地,其中最优适生区面积约为138km2.通过叠加分析比较造礁石珊瑚分布热点区和保护区的空间分布格局,识别出我国大陆沿岸造礁石珊瑚的潜在保护空缺可能主要出现在珠江口-大亚湾和福建南部沿海,以及海南岛周边的临高、陵水等地.关键词：造礁石珊瑚；生境适宜性；生物分布模型；保护与修复中图分类号：X171,X32 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2021)01-0401-11Potential suitable habitat and conservation gaps of scleractinia corals along mainland China’s coast. HU Wen-jia 1,2, ZHANG Dian1, LIAO Bao-lin3, LI Yuan-chao4, LIU Xin-ming5, MA Zhi-yuan1,2, DU Jian-guo1,2, YU Wei-wei1,2, CHEN Bin1,2, ZHENG Xin-qing1,2,6,7*(1. Third Institute of Oceanography, Ministry of Natural Resources, Xiamen 361005, China；2.Fujian Provincial Key Laboratory of Marine Ecological Conservation and Restoration, Xiamen 361005, China；3.Shenzhen Institute of Guangdong Ocean University, Shenzhen 518108, China；4.Hainan Academy of O cean and Fisheries Science, Haikou 570125, China；5.Guangxi Academy of Oceanography, Nanning 530022, China；6.Observation and Research Station of Island and Costal Ecosystem in Western Taiwan Straits Economic Zone, Xiamen 361005, China；7.Fujian Provincial Station for Field Observation and Research of Island and Costal Zone in Zhangzhou, Xiamen 361005, China). China Environmental Science, 2021,41(1)：401~411Abstract：Predicting their potential habitat distribution and suitable environmental conditions is essential to achieve effective conservation and coral reef restoration of scleractinia corals. Here, for the first time, we adopted the Maximum Entropy Model and spatial analysis approach to predict the potential habitat suitability of scleractinia corals along the southeast coast of mainland China, as well as quantitatively evaluated the relationships between coral distribution and multiple environmental factors. The results showed that the distribution of scleractinia corals in China was mainly affected by environmental variables such as precipitation and sea surface temperature. The most suitable environmental interval include annual precipitation (between 1136~2051mm), precipitation seasonality (coefficient of variation, 66~83mm), mean SST in the coldest season (18.6~23.3℃), and annual mean SST(20.9~25.8℃). The simulated potential suitable areas are mainly distributed along the coasts of Hainan Island-Weizhou Island-Leizhou Peninsula, Pearl River Mouth-Daya Bay, Nan'ao-Dongshan-Liu Au, and Xiamen Bay-Pingtan Island, where the most suitable area is about 138km2. By comparing the distribution hotspots of scleractinia corals and current marine protected areas, it was identified that the potential conservation gaps may occur at the Pearl River Estuary, Daya Bay and the southern coast of Fujian Province, as well as Lingao and Lingshui around Hainan Island.Key words：scleractinia coral；habitat suitability；species distribution model；conservation and restoration珊瑚礁是地球上生物多样性和生产力最高的生态系统之一,造礁石珊瑚是珊瑚礁生态系统的框架生物[1-2].在我国珊瑚主要分布在南海海域、东海南部和大陆架外侧[3-4],受纬度和温度的影响,华南大陆沿岸断续分布潮下浅水区造礁石珊瑚群落[5-6].据统计,我国的造礁石珊瑚共有445种,绝大多数属与种的分布呈由南向北逐渐递减的趋势[7-9].由于其稀缺性和重要性,目前石珊瑚目的所有种类都属于“濒收稿日期：2020-05-15基金项目：国家重点研发计划项目(2018YFC0507205);自然资源部第三海洋研究所基本科研业务费资助项目(2019017);国家自然科学基金资助项目(41976127,41906127,41676096,42076163)* 责任作者, 副研究员,********************.cn402 中国环境科学 41卷危野生动植物种国际贸易公约”(2019年修订)中的二级保护动物.在人类活动和气候变化等因素的影响下,海洋环境条件发生变化,珊瑚礁作为敏感脆弱的典型生态系统呈现出加速退化的趋势[10-12].有研究表明全球大约75%的热带珊瑚礁已受到严重威胁,到 2050年世界98%的珊瑚礁将不能在过度酸化的海洋环境中生存[13-14].中国的珊瑚礁退化形势同样严峻.据统计在过去30年中,中国大陆及海南岛周边的珊瑚多度至少下降了80%[15].其中南海珊瑚礁损害率甚至高达90%[16-17].因此,珊瑚礁的保护和修复成为了近年来国内外的研究热点.珊瑚礁分布于陆地-海洋-大气生态系统的耦合部,其生态调查费时费力[18].我国虽然拥有丰富的珊瑚资源,但目前相关的调查与探测资料还比较薄弱,特别是某些偏远地区的珊瑚礁分布还有待探明[19].从珊瑚礁修复的情况来看,珊瑚礁修复工程往往成本高、周期长,而移植试验研究表明珊瑚的移植环境条件会影响移植珊瑚的存活率,目前国内相关成功案例较少,而且容易受到极端天气的影响[20-23].因此,在传统调查的基础上利用新的模型手段开展造礁石珊瑚的潜在适生区研究,探索珊瑚分布与多元环境因子之间的关系,不仅能够从空间上辅助指引珊瑚生态调查的方向,还有助于珊瑚礁修复工程的选址,从而为珊瑚礁保护和修复提供重要的科学参考.物种分布模型(SDM)是近年来预测物种潜在适生区空间分布的常用手段,其主要通过总结归纳物种存在(presence)与环境变量之间的经验关系,以此预测物种在分布区域出现或聚集的概率[24].其中最大熵模型(MaxEnt)是目前公认较优秀的SDM模型之一,该模型通过估算系统内具有最大熵时的状态参数确定物种和环境之间的稳定关系,以此估计物种的潜在分布[25].MaxEnt模型近年来被广泛用于动植物保护规划、入侵物种的分布预测,以及海洋经济鱼类和海草床等海洋物种的潜在分布区评估[26-29],并在部分案例中被证明有高达90%以上的准确率[30].由于该模型被证明在仅有少量物种出现记录的情况下依然能够取得良好的拟合效果甚至优于其他模型[31],因此可适用于调查数据获取难度较大的珊瑚礁.目前国外已有研究利用MaxEnt模型创建生态系统监测和管理所需的珊瑚分布图[32],探索深海珊瑚的潜在适生区分布[33-35],以及用于预测珊瑚栖息地应对气候变化的响应[36-37].模型模拟方法正在逐渐成为珊瑚礁研究中的重要工具之一[38],而在中国海区尚未有将MaxEnt等物种分布模型应用于珊瑚礁分布研究的先例.综上所述,本文使用MaxEnt模型预测我国大陆沿岸造礁石珊瑚潜在适生区的空间分布,定量分析珊瑚分布与综合环境因子之间的关系,探究影响珊瑚生存的关键环境因子,在此基础上进一步评估目前可能存在的保护空缺,研究结论可用于辅助造礁石珊瑚保护策略的制定,并能够为我国珊瑚礁生态修复工程的选址提供科学参考.1数据与方法1.1 研究区域概况我国东南部沿海是世界造礁石珊瑚的重要分布区之一[39],其中广西涠洲岛和广东徐闻的造礁石珊瑚能成礁,再往北分布的则形成造礁石珊瑚群落[40],通常认为福建东山是我国大陆沿岸造礁石珊瑚成片分布的最北缘[41].本研究主要覆盖中国大陆东南部沿岸海域,将有造礁石珊瑚分布记录的海南、广西、广东、福建四省及其邻近海域纳入适生区研究范围.据文献检索结果,目前中国大陆造礁石珊瑚活体分布最北的科学记录位于福建省和浙江省交界处的台山列岛[42],因此本研究将珊瑚潜在适生区预测范围适当向北扩展,北界设定至浙江温州附近海域,南界设定至海南三亚附近海域,纬度范围约为17°35'51"~28°18'36",南北跨越约1300km(图1).1.2 珊瑚分布调查方法和数据集建立MaxEnt模型的训练需要可靠的物种分布记录点,充足的分布样本数量有助于模型的准确预测.本研究基于原位调查数据,从2004年~2019年间中国大陆沿岸造礁石珊瑚主要分布区的多次野外调查记录中提取分布样本点(表1),调查范围包括海南岛沿岸、广西涠洲岛、斜阳岛以及白龙尾、广东沿岸、福建东山及周边海域等,涵盖了福建东山至海南三亚已知的中国大陆沿岸主要珊瑚分布区域(图1).调查采用国际上通用的录像样带法[23,43-44],所有调查站位分别布设1~2条平行于海岸线(等深线)的50m1期胡文佳等：中国大陆沿岸造礁石珊瑚适生区及保护空缺分析 403长的断面,沿着断面对珊瑚进行录像和拍照.从调查记录中共提取得到造礁石珊瑚群落的出现点215个,将所有出现点的经纬度坐标信息转换为CSV格式,建立可用于模型分析的珊瑚分布数据集.表1造礁石珊瑚分布调查数据来源Table 1 Investigation data resources of scleractinia corals distribution 调查年份调查地点数据来源2007~2019 福建东山及周边水域①自然资源部第三海洋研究所2019年调查数据;②中科院南海海洋研究所黄晖等的历史调查数据[41]2017~2019 海南生态监控区、亚龙湾西岸海南海洋与渔业科学院、自然资源部第三海洋研究所2017年~2019年调查数据;2007~2019 广西涠洲岛、斜阳岛以及白龙尾①自然资源部第三海洋研究所和广西海洋研究院2016年、2019年在广西涠洲岛、斜阳岛以及白龙尾周边的调查数据;②广西红树林研究中心梁文等在广西涠洲岛的历史调查数据[45];2004~2019 广东沿岸区域①广东海洋大学深圳研究院、自然资源部第三海洋研究所2016~2019年在徐闻、惠州,深圳、珠海等地的调查数据;②广东徐闻珊瑚礁国家级自然保护区管理局提供的2004年、2008年历史调查数据;图1 研究区范围和中国大陆沿岸造礁石珊瑚分布记录Fig.1 Study area and distributed records of the scleractinia corals along the mainland China’s coast审图号:GS(2020)4618号1.3 环境变量数据集建立通常温度、盐度、水质、沉积物、地形地貌等环境因素是影响造礁石珊瑚生长分布的重要指标[3,46],本研究将这些因素纳入环境变量的选择.此外,本文研究对象为大陆沿岸造礁石珊瑚,雨季降水会改变大陆沿岸海域的盐度,而盐度的波动会对珊瑚礁产生威胁,有研究发现在大陆海湾内雨季陆源冲淡水带来的盐度变化容易引起珊瑚白化,对陆缘珊瑚生长起到限制作用[47-48].例如,2011年的洪水事件使得泰国湾低盐水体覆盖时间长、水体浊度大,进而引起了泰国湾顶思仓岛较为严重的珊瑚白化问题[47].因此本研究额外加入了降水量因子,以充分探究珊瑚分布与多元环境因子的关系.表2模型输入环境变量Table 2 Environmental variables used in the model变量类型组变量名称单位海底地形高程 m地形凹凸指数-CTI地形综合指数-地形组到海岸线欧氏距离 m年降水量 mm最湿月降水量 mm最干月降水量 mm 降水组降水量变化方差 %海表叶绿素a浓度 mg/m3无机氮浓度 mg/L 水质组活性磷酸盐浓度 mg/L 沉积物组底质类型-最冷季平均盐度 %最暖季平均盐度 %最干季平均盐度 %年盐度变化范围 % 海表盐度组年平均盐度 %最冷季平均温度℃最暖季平均温度℃最干季平均温度℃年温度变化范围℃海表温度组年平均温度℃本研究最终共选取6组22个环境变量用于珊瑚潜在适生区预测分析,分别包括4个地形变量、4个降水量变量、3个水质变量、1个沉积物变量、5个海表温度变量、5个海表盐度变量(表2).其中地形数据提取自NGDC美国地球物理中心发布的ETOP01地形高程和海洋海底地形数据,并在ArcGIS10.7软件中应用空间分析模块计算CTI综合指数、岸线距离等;降水数据下载自Worldclim数据库;营养盐数据来源于 2015~2016中国海洋生态404 中国环境科学 41卷监控区近2000个站位数据并在ArcGIS10.7软件中进行插值处理;叶绿素数据下载自NASA海洋水色遥感数据库;底质类型数据提取自中国近岸数字海图(1:10万数据);海表盐度数据提取自Remote Sensing Systems (RSS)公司提供的SMAP卫星8日均海表盐度数据产品并进行统计加工;海表温度数据提取自MODISL3级数据产品并进行统计加工.上述所有环境变量数据均重采样至30弧秒(约1km)分辨率下并在ArcGIS10.7软件内转换为ASCII格式,形成环境变量数据集,以便进行后续的模型预测和分析.1.4 MaxEnt模型的建立与空间分析1.4.1 模型设置将中国大陆沿岸造礁石珊瑚分布数据的75%作为训练数据用于模型建立,剩下的25%作为测试数据用于模型检验.在建立MaxEnt模型时选择默认特征组合,取样方法为随机抽取.模型重复计算次数设置为10次,其它设置选项保持默认.运算后输出的栅格数据结果在ArcGIS 10.7内进行图层可视化、投影转换和后续研究分析.每个栅格的像元值代表该栅格内珊瑚的分布概率,像元值的取值范围在0~1区间,像元值越大表示该栅格内珊瑚的适生程度越高.采用等间距法对栅格预测结果进行分类,可获得适生区划分的界值.1.4.2 模型结果检验本研究通过AUC值、Kappa 值和TSS值(True Skill Statistic)3种统计学检验方法来全面评估预测的准确性.AUC值(Area Under Curve)统计的是ROC曲线(Receiver Operating Characteristic Curve)下与坐标轴围成的面积[49],可在模型内自动统计,其大小可作为模型预测准确度的衡量指标,AUC值越大表示模型准确度越高,通常当AUC值大于0.75时,模型被认为可用,其值在0.90~1.0之间表明模型准确度非常好[50].Kappa和TSS值基于3.5.3版本R语言进行计算.其中Kappa值表示的是预测正确的样本个数与预测错误的样本个数之间的比值[51].其取值范围在-1.0~+1.0之间,越接近+1.0表示模型预测效果越好;当kappa值≤0时,表明模型预测结果低于随机预测[52].TSS值则代表实测样本的净预测成功率,其取值范围在-1.0~+1.0之间,值越大越好.取值为+1.0时表明模型预测结果接近实际情况,取值≤0时表明预测结果差于随机预测结果[53].1.4.3造礁石珊瑚保护与修复的空缺分析以造礁石珊瑚适生区评估结果为基础,采用核密度分析法(KDE)计算珊瑚的潜在分布热点.KDE分析是一种空间热点分析方法,能够通过计算要素在其周围邻域中的密度来反映出离散值在连续空间区域内的分布情况[54],热点图除了能表征分布的可能性外,还能表征分布点的密集程度.在ArcGIS软件中进行KDE分析后,将珊瑚潜在分布热点与现有自然保护区分布进行空间叠加分析,可以进一步分析我国大陆沿岸造礁石珊瑚的保护现状.2结果与分析2.1 MaxEnt模型评估结果1期 胡文佳等：中国大陆沿岸造礁石珊瑚适生区及保护空缺分析 405图2 基于刀切法的模型正则化训练增益Fig.2 The model regularization training gain based on Jackknife对模型的运行结果进行检验,得到AUC 值为0.992,最大Kappa 值为0.79,TSS 值为(0.68±0.06),3种统计检验结果均表明MaxEnt 模型对造礁石珊瑚潜在适生区模拟结果的可信度很高.MaxEnt 模型内统计得到各个环境变量对珊瑚分布的贡献度,结果表明降水组(贡献度42%)、海温组(贡献度22.4%)和地形组变量(贡献度23.6%)对珊瑚礁分布的影响程度最大,而盐度组、水质组和底质组变量对珊瑚礁分布的作用相对较小.其中降水量变化方差、海表温度年变化范围和到海岸线欧式距离这3个变量的贡献度明显优于其它变量.刀切图的结果显示(图2),年降水量、最干月降水量、最湿月降水量、降水量变化方差、海表温度年变化范围等变量中包含了有关珊瑚分布的最重要信息,同时海岸线距离这一变量单独发生变化时,会对模型预测结果造成较大影响. 2.2 造礁石珊瑚分布与环境因子的关系图3 主要环境变量与珊瑚存在概率关系曲线 Fig.3 Response curves between coral presence probabilityand main environmental variables模型结果表明年降水量、最湿月降水量、降水量变化方差、最冷季平均海温、年平均海温、海表叶绿素a 浓度等代表性环境变量与造礁石珊瑚存在概率之间的关系曲线多呈单峰模式(图3).统计分布概率≥0.5的环境变量范围作为最适环境区间,结果显示,中国大陆沿岸造礁石珊瑚最适宜的环境因子范围分别为:年降水量1136~2051mm,最湿月降水量205~362mm,降水量变化方差66~83mm 、最冷季平均海温18.6~23.3℃、年平均海温20.9~25.8℃、叶绿素a 浓度1.62~4.00mg/m 3.2.3 造礁石珊瑚潜在适生区空间分布在ArcGIS10.7软件中对模型模拟的结果进行数据转换和可视化表达,得到造礁石珊瑚生境适宜性的地理空间分布图.采用等间距法判断适生界值,将造礁石珊瑚潜在适生区划分为最优适生区(界值0.72)、次优适生区(界值0.54)、边缘适生区(界值0.36)三级,用以区分上述区域内出现造礁石珊瑚分布点的可能性大小等级(图4).统计各等级潜在适生区域的范围,得到最优适生区范围约为138km 2,其北缘在北纬22°26'52"广东大亚湾附近;次优适生区范围约为2155km 2,其北缘在北纬24°2'30"福建东山附近;边缘适生区范围约为5174km 2,其北缘在北纬26°38'20"北福建宁德附近.值得注意的是,在边缘适生区以北的浙江南麂列岛东南侧出现了一处零星的适生点.总体来看,最优适生区的分布空间集中在海南岛-涠洲岛-雷州半岛沿岸,次优适生区的分布空间集中在珠江口-大亚湾、南澳-东山-六鳌沿岸,边缘适生区可断续分布至福建北部.与文献内记录的珊瑚礁分布点对比,预测得到的适生区基本覆盖了已知的所有造礁石珊瑚主要分布区,并在海南岛北部、珠江口、粤东-闽南地区预测到了一些以往认知程度相对较低的适生区.406 中 国 环 境 科 学 41卷(b)广西-雷州半岛分幅(c)广东分幅 (d)福建分幅(a)海南分幅图4 中国大陆沿岸造礁石珊瑚主要适生范围分布Fig.4 Habitat suitability of the scleractinia corals along the mainland China’s coast审图号:GS(2020)4618号2.4 造礁石珊瑚保护空缺分析根据文献和规划资料统计,截至2018年中国大陆沿岸建立有153个国家级和省级海洋自然保护区/海洋特别保护区,其中15个保护区的保护对象包括了珊瑚或明确有珊瑚分布,面积合计约1800km 2.将上述海洋保护区与造礁石珊瑚潜在适生区分布进行叠加,约有7.02%的最优适生区已纳入保护范围, 2.07%的次优适生区已纳入保护范围.将造礁石珊瑚生境适宜性评估结果在ArcGIS10.7软件中进行KDE 分析,获得了造礁石珊瑚分布热点图,识别出东山-六鳌、珠江口-大亚湾、徐闻-雷州、涠洲岛、临高-澄迈、文昌、万宁、陵水、三亚、东方等10处可能存在的分布热点区.将15个保护区与热点区进行叠加分析,比较其保护面积和热点程度,可见我国大陆沿岸造礁石珊瑚的潜在保护空缺可能主要出现在珠江口-大亚湾和福建南部沿海,另有一些分散的保护空缺可能存在于海南岛周边的临高、陵水等地(图5).图5 造礁石珊瑚适生热点和保护空缺分析 Fig.5 Hot spots of scleractiniacoral distributionandconservation gap analysis审图号:GS(2020)4618号1期胡文佳等：中国大陆沿岸造礁石珊瑚适生区及保护空缺分析 4073讨论3.1关键环境因子探讨造礁石珊瑚的生长发育与环境关系密切,对环境具有严格的要求.温度、盐度、水质等环境要素都已被证明对珊瑚的生长具有重要的影响[55-59].温度是影响造礁石珊瑚生长的主要环境因子之一,造礁石珊瑚对海温变化极为敏感,海温升高或降低都可能引起珊瑚白化,其对水海温变化的敏感度随种类和生长环境而异[60].总体来看,造礁石珊瑚的适宜温度通常在18~30℃之间,最佳为26~28℃[39].低温至16~17℃时珊瑚活动减少,12~14℃时死亡,高温亚致死温度和致死温度分别为32℃和34℃[61-63].本研究通过模型建立的造礁石珊瑚与环境因子响应关系表明,年平均海温在21~26℃之间、最冷季平均海温在19~23℃之间为中国大陆造礁石珊瑚的最佳适生阈值.分布概率曲线显示,当海表温度高于或低于这个范围时,石珊瑚存在概率将会逐渐下降,这可以与传统生理学研究的结果互相参照.造礁石珊瑚对高盐度海水表现出一定的适应性,其正常生长的盐度范围一般是32~40[64].低盐度则会胁迫珊瑚的生长与分布,特别是急剧下降的盐度会促使珊瑚白化死亡[47].因此,对于大陆沿岸的珊瑚而言,雨季陆源冲淡水可能会引起一定范围内盐度的骤降,对珊瑚生长起到限制作用[65].但研究采用的SMAP海表盐度数据空间分辨率为40km,这可能是本模型中珊瑚分布对盐度变量不敏感的原因.为弥补这一不足,本研究采用精度较高的降水变量作为间接因子来探索陆源降雨带来的盐度改变的影响.通过模型判断造礁石珊瑚分布与降水的关系,发现珊瑚对年降水量不甚敏感,但对降水量的季节性变化方差较为敏感,最佳适生区间的最湿月降水量为205~362mm,从环境因子响应曲线的形态上观察,雨季的高降水会造成分布概率的迅速下降,这从侧面验证了盐度波动的可能影响.通常认为,珊瑚共生体系对营养盐需求是有一定限度的[66-67],但本研究发现营养盐并非大尺度区域内珊瑚礁分布的主要限制因子.这与Kleypas等[68]的研究结论可相互对照,其对珊瑚礁分布的限制因子开展了全球尺度的研究,同样发现氮磷等营养盐水平并非珊瑚礁分布的主控因素,推测过量的营养盐可能仅在小尺度上对珊瑚礁分布起到间接限制作用,例如增加了珊瑚礁区大型藻类对空间的竞争、浮游植物对光的竞争以及生物侵蚀.同时他也提出另一个可能的原因是营养盐数据时空精度的问题,在本研究中也不排除类似因素.因此本文在变量选取时增加了数据精度更高的叶绿素a浓度作为间接因子来反映营养盐对造礁石珊瑚空间分布的影响,叶绿素a是水质理化性质动态变化和赤潮发生时的重要指标之一,与营养盐中的氨氮呈显著正相关[69].结果显示造礁石珊瑚最适生长的叶绿素a浓度为1.62~4.00mg/m3,超出这个范围时石珊瑚存在概率将会逐渐下降.先前的研究显示,在离岸的珊瑚礁,例如澳大利亚大堡礁,水质清澈、受陆源影响小,当叶绿素a浓度大于0.9mg/m3时大型海藻会大量增加,通过竞争和抢占生存空间导致造礁珊瑚覆盖率和多样性下降[70],而超过1mg/m3则被认为处于富营养化状态[71-72].而华南沿岸的珊瑚适生值远高于大堡礁,这可能与造礁珊瑚种类的差异有关.大堡礁等离岸珊瑚礁的造礁珊瑚种类以敏感性的鹿角珊瑚(Acropora)为主,它们对水质营养盐的变化非常敏感,其碳源获取以光合固碳为主;但是,在大陆沿岸,造礁珊瑚种类大多以环境耐受性种类为主[71].例如,东山的几种造礁珊瑚可以忍受高达7.2mg/m3的叶绿素a浓度,这可能与近岸环境水体悬浮物浓度高有关.珊瑚光合作用获取的光合有效辐射可能受到高悬浮物遮蔽的强烈影响,珊瑚需要通过异养摄食补充光合作用碳源的不足,而过低的叶绿素a可能代表环境中珊瑚潜在碳源补充的不足,进而限制近岸造礁珊瑚的分布.Fox等[73]也证实,杯型珊瑚(Pocillopora meandrina)的异养能力与环境中的初级生产息息相关.这说明在不同区域,不同的造礁珊瑚种类对环境的要求或耐受程度可能并不一致.但过高的叶绿素a浓度可能意味着水质已经严重恶化.在香港周边水域,浓度高于14mg/ m3时就不会有造礁珊瑚分布[71],这与模拟评估的结果也基本一致.因此,在中国华南沿岸,未来可以考虑以叶绿素a浓度为环境探针,对造礁珊瑚分布区的水质环境进行有效监控,可以为区域珊瑚礁保护、周边水环境的管理以及预警提供依据.3.2模型适用性和保护建议本研究应用MaxEnt模型预测了中国大陆沿岸。
三亚鹿回头岸礁海域夏季表层海水营养盐年际变化特征
三亚鹿回头岸礁海域夏季表层海水营养盐年际变化特征李扬;余克服;王英辉;郭靖;黄学勇;裴继影;罗燕秋【期刊名称】《热带地理》【年(卷),期】2017(37)5【摘要】于2014―2016年连续3年夏季对三亚鹿回头岸礁海域表层海水进行了亚硝酸盐(NO_2-N)、硝酸盐(NO_3-N)、铵盐(NH_4-N)、活性磷酸盐(SRP)、硅酸盐(SiO_3)等营养盐分布特征,以及叶绿素a、溶解氧(DO)等水质指标的调查,探究该岸礁的营养盐特征及其对珊瑚礁生态系统产生的可能影响。
结果表明:在2014、2015、2016年夏季,总溶解性无机氮(DIN)的调查结果平均浓度分别为2.941、1.766、23.428μmol/L,SRP的调查平均浓度分别为0.493、0.419、0.143μmol/L,叶绿素a调查的平均质量浓度分别为2.304、1.190、1.251 mg/m^3;SiO_3只有2015、2016年的调查结果,平均浓度分别为10.275、8.506μmol/L。
2014―2016年该海域夏季营养盐总体浓度较高,呈现上升的趋势,可能和人类活动增加有关,其中DIN的浓度相对较高,N/P呈现上升的趋势,氮污染不断增加,推测主要来自陆源工农业生产过程中排放的污染物质。
较高的营养物质输入可能引起珊瑚礁生态系统的群落结构发生改变,对珊瑚礁生态系统的稳定可能产生不利影响。
【总页数】10页(P708-717)【关键词】珊瑚礁;营养盐;生态影响;人类活动;岸礁;鹿回头【作者】李扬;余克服;王英辉;郭靖;黄学勇;裴继影;罗燕秋【作者单位】广西大学珊瑚礁研究中心;广西大学海洋学院;广西大学林学院;广西南海珊瑚礁研究重点实验室【正文语种】中文【中图分类】X834【相关文献】1.太平洋东南海域表层地转流场的季节及年际变化特征 [J], 林丽茹;胡建宇2.南极普里兹湾海域夏季表层水与绕极深层水年际变化 [J], 吴成祥;李丙瑞;左菲;Jia Wang;李院生3.近10年涠洲岛周边海域表层海水营养盐含量变化特征 [J], 韩丽君;郑新庆;蓝文陆;施晓峰;李天深4.近10年涠洲岛周边海域表层海水营养盐含量变化特征 [J], 韩丽君;郑新庆;蓝文陆;施晓峰;李天深;5.青岛崂山湾海域营养盐时空特征及年际变化规律 [J], 孙伟;徐艳东;汤宪春;刘元进;马建新;张焕君因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
三亚湾海滩泥黑化调查评价
第66卷增刊1Vol.66Supp.1地质论评GEOLOGICAL REVIEW三亚湾海滩泥黑化调查评价崔振昂1)，吴自军2)，李亮3)，张亮1)1)广州海洋地质调查局，广州，510760；2）同济大学海洋地质国家重点实验室，上海，200092；3)三亚崖州湾科技城管理局，海南三亚，572000注：本文为中国地质调查局调查项目海南岛东北部沿海地区综合地质调查（编号：DD20190308）的成果。
收稿日期：2020-01-10；改回日期：2020-02-10；责任编辑：刘志强。
DOI ：10.16509/j.georeview.2020.s1.060作者简介：崔振昂，1974年生，博士，教授级高工，地球化学专业，Email ：******************。
关键词：三亚湾；海滩泥化；海滩黑化三亚湾位于海南岛南部，是海南省最主要的休闲度假胜地之一。
近年来，受自然及人为活动的影响，三亚湾海滩出现不同程度的泥化、黑化现象，即表现出从沙滩向泥滩转变的趋势，以往“洁白、松软”的沙滩，正逐渐变得“灰暗、硬实”。
由于岸滩泥、黑化，致使三亚湾海滨风光的协调性和整体性遭到严重破坏，极大损害了海岸旅游景观的美学价值和旅游价值。
1样品采集与分析在对研究区整体踏勘的基础上，根据三亚湾海滩泥化、黑化及地貌变化情况，在海滩取表层沉积物样，共采样34个（图1）。
不含砾级颗粒的沉积物样，使用Mastersizer 2000激光粒度仪进行测定；含少量砾级颗粒的样品经分散后过筛除砾，剩余部分使用粒度仪进行测定。
在三亚湾海滩的西部、中部和东部黑化岸滩区，各选择2个代表性样品开展有机质和暗色矿物成分测试，沉积物有机质采样烧失量法测试，沉积物暗色矿物成分鉴定采用扫描电镜能谱分析。
所有沉积物样品测试和鉴定均在同济大学海洋地质国家重点实验室完成。
2结果2.1黑色海滩空间分布通过野外实地踏勘和海滩沉积物颜色对比分析，基本确定了三亚湾黑化海滩分布现状，总体而言三亚湾东、西两侧海滩黑化程度较高，中部黑化程度略低，中、东部海滩以“面状”黑化为主，即滩面表现为整体黑化；而西部海滩则以“斑状”黑化为主，同一区域滩面表现为局部黑化。
海洋温度升高对珊瑚礁的影响与保护策略
海洋温度升高对珊瑚礁的影响与保护策略随着全球气候变化的不断发展，海洋温度正在呈现逐渐升高的趋势。
这对于珊瑚礁生态系统来说，将带来严重的影响。
珊瑚礁作为海洋生态系统中的热带雨林，拥有丰富的生物多样性，而其发展和生存依赖于特定的环境条件。
本文将探讨海洋温度升高对珊瑚礁的影响，并提出一些保护策略来应对这一挑战。
一、海洋温度升高对珊瑚礁的影响海洋温度升高对珊瑚礁带来的最直接的影响是珊瑚白化现象的发生。
当海洋温度升高超过一定的阈值时，珊瑚体内的共生藻类会受到胁迫，导致它们与珊瑚之间的共生关系破裂。
这将导致珊瑚失去色素，呈现白色的外观，失去养分来源，从而面临生存的威胁。
此外，海洋温度升高还会增加珊瑚疾病的发生率。
高温会削弱珊瑚的免疫力，使得它们更容易受到病原微生物的侵袭。
疾病的传播速度加快，使得珊瑚礁整体的健康状况进一步恶化。
海洋温度升高还会引发海平面上升的问题，这将对浅海区域的珊瑚礁造成巨大压力。
珊瑚礁需要接触到适当的光线和氧气才能生存，而海平面上升将导致浅海区域变浅，使得珊瑚礁无法正常生长和发展。
二、保护策略为了保护珊瑚礁生态系统，我们需要采取一系列的保护策略，以减缓海洋温度升高对珊瑚礁的影响。
首先，减少温室气体的排放是最根本的解决方案。
温室气体主要来自于燃烧化石燃料和森林砍伐，我们可以通过推动清洁能源的发展，提倡低碳生活方式来减少温室气体的排放。
此外，加强森林保护和恢复工作，增加森林的吸碳能力也是非常重要的。
其次，建立珊瑚礁保护区是保护珊瑚礁的重要举措。
通过划定保护区并加强管理，可以有效限制人类活动对珊瑚礁的破坏。
同时，保护区内可以进行珊瑚繁育和引种等工作，以增加珊瑚礁的种群数量和多样性。
此外，加强科学研究和监测也是保护珊瑚礁的必要手段。
通过对珊瑚礁生态系统的深入研究，我们可以更好地了解珊瑚礁的生物学特性和适应机制，从而制定更科学的保护策略。
同时，建立完善的监测体系，及时掌握珊瑚礁的变化情况，有助于及早发现问题并采取相应措施。