涠洲岛造礁石珊瑚群落变化特征及其环境影响因子

以涠洲岛造礁石珊瑚群落为研究对象,分析其群落物种组成、多样性、Raunkiaer频度和种间Spearman轶相关,探讨群落组成与水环境因子的相关性,并结合近10年来涠洲岛造礁石珊瑚变化情况,找出涠洲岛造礁石珊瑚群落的主导影响因素。结果表明：（1）近10年来涠洲岛造礁石珊瑚覆盖率显著降低,珊瑚形态组成趋于块状化,尽管珊瑚群落多样性较高,但群落分布较松散,群落结构较不稳定,部分优势种种间竞争较激烈。（2）悬浮物含量是影响石珊瑚群落最显著的环境因子。石珊瑚优势种群在不同水深中分布差异显著,泥沙覆盖率、营养盐对不同石珊瑚种群影响差异较大,大型海藻覆盖率在局部区域对优势珊瑚形成较强的竞争关系。（3）营养盐和泥沙沉积物的增加与涠洲岛近海养殖业及生活排污、海岸工程及海岸侵蚀密切相关。     

广西涠洲岛鸟类自然保护区的两栖爬行动物

2008年5～6月对广西涠洲岛鸟类自然保护区的两栖爬行动物进行调查,共记录到两栖类7种,爬行类16种,隶属于3目11科.与18年前的调查结果对比,生境的变化使岛上两栖爬行动物的分布范围和多度发生一些改变.2008年初的冰冻灾害使涠洲岛的两栖爬行类损失较大.涠洲岛与邻近大陆的两栖爬行动物物种相似,无特有种.     

广西涠洲岛造礁珊瑚种群结构的空间分布

对2007年和2008年调查的涠洲岛沿岸海域垂直海岸方向的6条主剖面上20条分断面的影像资料、样品鉴定等资料的分析,涠洲岛石珊瑚共出现10科22属46种,9个未定种;角蜂巢珊瑚属(Favites)、滨珊瑚属(Porites)、蔷薇珊瑚属(Montipora)为优势类群,其属级重要值百分比分别为25.78%、17.47%、15.11%;各主剖面珊瑚种群优势类群分布各有差异,以西南部的W2、东北部的W5的珊瑚属种为较多,均为8科13属,其石珊瑚属种分布均匀度略高;涠洲岛珊瑚分布自岸向海分为砂砾及珊瑚断枝带、石珊瑚稀疏带、石珊瑚繁盛带、柳珊瑚繁盛带4 个生物地貌带,石珊瑚分布较多的石珊瑚繁盛带主要分布于-1.39--5 m的水深范围内。石珊瑚形态组合以块状/亚块状与板块状为主要类型,覆盖程度以块状/亚块状占优。调查区受1998年的"厄尔尼诺现象"引起的全球性极高温事件和2008年1-2月的极低温气候事件及地域性不合理人类活动胁迫影响较大,枝状形态石珊瑚覆盖度、优势程度下降,已退出属种优势组合。     

北海涠洲岛潮间带底栖贝类调查

１９９７年６月,我们带领学生赴广西北海进行动物学临海实习,对北海市海滨和涠洲岛的潮间带贝类进行了采集、调查。北海市位于广西壮族自治区南部、北部湾的东北岸、南流江的出海口附近,其西部紧靠洲湾,南部海面１８ｋｍ区有涠洲岛,地处亚热带海洋性季风气候区。年均...     

广西溢油海域的浮游植物跟踪监测与比对分析

针对广西涠洲岛海域的突发溢油事件,于2008年9月下旬进行了溢油海域浮游植物跟踪监测,并与历史资料比对,探讨溢油对浮游植物群落的影响。调查中,共记录4门106种,硅藻92种,甲藻12种,蓝藻1种,着色鞭毛藻1种,主要优势种为旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)、菱形海线藻(Thalassionema nitzschioides)和洛氏角毛藻(Chaetoceros lorenzianus)。浮游植物种类多,站间差异小,分布均匀。浮游植物细胞密度高,平均2 645.32×10⁴cells·m^-3,密集中心位于涠洲岛西北部海域。优势种密度分布与浮游植物细胞密度分布态势基本一致。多样性指数(H')和均匀度(J')均较高,群落结构稳定。与国家海洋局同期调查资料及相关文献报道比对,表明溢油海域浮游植物种类组成无较大变化,细胞密度有较小降幅,密集中心不同,优势种变更明显,群落结构稳定,应重视溢油应急反应的迫切性。     

北部湾涠洲岛海域栖息布氏鲸种群的物种鉴定

布氏鲸(Bryde’s whale)是广泛分布于温带和热带海域的一类中等体型须鲸,通常认为存在小布氏鲸(Balaenoptera edeni edeni)和布氏鲸(B. e. brydei)两个亚种。然而,有研究表明它们应该被划分为两个独立物种,即近岸小型布氏鲸(B. edeni)和远洋大型布氏鲸(B. brydei)。由于两者外部形态极其相似,并且存在同域分布现象,很难基于外观进行准确的物种鉴定。近年来,广西北部湾涠洲岛海域出现一个稳定的布氏鲸栖息种群,但目前尚不清楚属于哪种布氏鲸。研究采集了涠洲岛布氏鲸种群中两个体的粪便样品,从其中一份样品成功提取基因组DNA,并基于线粒体Cyt b和COΙ基因序列开展物种鉴定和遗传分析,鉴定结果为小布氏鲸。此外,还鉴定出涠洲岛海域同年死亡的一头须鲸也为小布氏鲸。据此推测涠洲岛水域栖息的布氏鲸种群可能是小布氏鲸。研究首次基于粪便样品,采用分子生物学技术,成功开展了活体布氏鲸的物种鉴定。这种基于非损伤采样的物种鉴定方法值得进一步优化并推广应用。     

企鹅珍珠贝养殖群体与涠洲岛野生群体的微卫星分析和形态分析

本研究应用19对马氏珠母贝(Pinctada martensii)微卫星引物,分析企鹅珍珠贝(Pteria penguin)涠洲岛野生群体和养殖群体的遗传多样性。结果显示,19个微卫星位点在野生和养殖群体中的平均等位基因数(Na)分别为4.0和3.0,平均有效等位基因数(Ne)分别为3.255 5和2.803 5,群体平均多态信息含量(PIC)为0.548 5,说明企鹅珍珠贝群体的多态性水平较高。野生群体的平均观测杂合度(Ho)为0.679 8,平均期望杂合度(He)为0.674 9,平均Shannon's多样性信息指数(I*)为1.197 9;养殖群体的Ho、He和I*则分别为0.554 8、0.551 1和0.900 1,说明涠洲岛野生群体的遗传多样性要高于养殖群体。各座位平均遗传分化系数(Fst)为0.038 9,平均基因流(Nm)为6.177 5,说明涠洲岛野生群体和养殖群体间基因交流较频繁,群体遗传分化很小。采用通径分析法探讨涠洲岛野生和养殖群体的壳长、腹缘壳高和垂直壳高对壳宽的决定效应,以探索形态性状与分子标记的关联。结果显示野生群体壳长对壳宽的直接影响最大,养殖群体垂直壳高对壳宽性状的直接作用最大。将三个指标与腹缘壳高的比值进行比较,以消除两个群体年龄差异造成的误差,结果显示涠洲岛野生群体的壳长/腹缘壳高值(0.701 6)明显低于养殖群体(1.077 9),可作为SSR分子标记的有力补充用于快速鉴别企鹅珍珠贝野生群体和养殖群体。     

广西壁虎科分布新记录--疣尾蜥虎

2003年1月4日,我们对广西北海市涠洲岛的野生动物进行了考察,采得壁虎科(Gekkonidae)标本1号(♀),经鉴定系广西壁虎科分布新记录——疣尾蜥虎(Hemidactylus frenatus)。疣尾蜥虎隶属于蜥蜴亚目壁虎科蜥虎属^[1-3]。现记述如下。     

广西涠洲岛鸟类自然保护区的鸟类资源

先后于1989年10月和12月、1990年3～4月和7～8月、1991年4～5月、1994年4～5月、2003年1月和2008年5月对广西北部湾涠洲岛的鸟类资源进行了调查,在该保护区内共记录到鸟类186种,隶属16目52科.其中,旅鸟117种,冬候鸟48种,留鸟14种,夏候鸟7种.13种鸟类被IUCN列为受威胁物种,包括黑脸琵鹭(Platalea minor).国家重点保护鸟类29种.中日候鸟保护鸟类93种,中澳候鸟保护鸟类30种.涠洲岛鸟类自然保护区是沿太平洋西海岸迁飞候鸟的重要中途停歇地,具有非常重要的保护价值.     

涠洲岛火山口真菌的分离及次级代谢产物鉴定

涠洲岛火山口生态环境特殊,蕴藏着丰富且独具特色的微生物资源。关于涠洲岛火山口海洋真菌来源的次级代谢产物鲜有报道。本研究采用两种培养基从涠洲岛火山口海洋植物中分离真菌,对菌株的代谢产物进行分离纯化,并通过波谱等方法鉴定化合物结构。从4种涠洲岛火山口附近的海洋植物样本中分离真菌共31株,从菌株青霉菌Penicillium sp. TX-M1-3和Penicillium sp. LW-2-1的发酵物中纯化获得2个主要次级代谢产物,并鉴定为核丛青霉素和弯孢霉菌素。活性评价表明核丛青霉素对NPC1L1蛋白具有一定的抑制作用,暗示其在治疗心血管疾病方面的潜力。本结果拓展了涠洲岛火山口微生物资源及其次生代谢产物方面的研究,为该地区微生物与其次生代谢产物的研究提供了相关基础。     

Climatological context for large-scale coral bleaching

Large-scale coral bleaching was first observed in 1979 and has occurred throughout virtually all of the tropics since that time. Severe bleaching may result in the loss of live coral and in a decline of the integrity of the impacted coral reef ecosystem. Despite the extensive scientific research and increased public awareness of coral bleaching, uncertainties remain about the past and future of large-scale coral bleaching. In order to reduce these uncertainties and place large-scale coral bleaching in the longer-term climatological context, specific criteria and methods for using historical sea surface temperature (SST) data to examine coral bleaching-related thermal conditions are proposed by analyzing three, 132 year SST reconstructions: ERSST, HadISST1, and GISST2.3b. These methodologies are applied to case studies at Discovery Bay, Jamaica (77.27°W, 18.45°N), Sombrero Reef, Florida, USA (81.11°W, 24.63°N), Academy Bay, Galápagos, Ecuador (90.31°W, 0.74°S), Pearl and Hermes Reef, Northwest Hawaiian Islands, USA (175.83°W, 27.83°N), Midway Island, Northwest Hawaiian Islands, USA (177.37°W, 28.25°N), Davies Reef, Australia (147.68°E, 18.83°S), and North Male Atoll, Maldives (73.35°E, 4.70°N). The results of this study show that (1) The historical SST data provide a useful long-term record of thermal conditions in reef ecosystems, giving important insight into the thermal history of coral reefs and (2) While coral bleaching and anomalously warm SSTs have occurred over much of the world in recent decades, case studies in the Caribbean, Northwest Hawaiian Islands, and parts of other regions such as the Great Barrier Reef exhibited SST conditions and cumulative thermal stress prior to 1979 that were comparable to those conditions observed during the strong, frequent coral bleaching events since 1979. This climatological context and knowledge of past environmental conditions in reef ecosystems may foster a better understanding of how coral reefs will respond in future, ocean warming scenarios.     

Forecasting decadal changes in sea surface temperatures and coral bleaching within a Caribbean coral reef

Elevated sea surface temperature (SST) caused by global warming is one of the major threats to coral reefs. While increased SST has been shown to negatively affect the health of coral reefs by increasing rates of coral bleaching, how changes to atmospheric heating impact SST distributions, modified by local flow environments, has been less understood. This study aimed to simulate future water flow patterns and water surface heating in response to increased air temperature within a coral reef system in Bocas del Toro, Panama, located within the Caribbean Sea. Water flow and SST were modeled using the Delft3D-FLOW© computer simulation package. Locally measured physical parameters, including bathymetry, astronomic tidal forcing, and coral habitat distribution were input into the model and water flow, and SST was simulated over a four-month period under present day, as well as projected warming scenarios in 2020s, 2050s, and 2080s. Changes in SST, and hence the thermal stress to corals, were quantified by degree heating weeks. Results showed that present-day reported bleaching sites were consistent with localized regions of continuous high SST. Regions with highest SST were located within shallow coastal sites adjacent to the mainland or within the interior of the bay, and characterized by low currents with high water retention times. Under projected increases in SSTs, shallow reef areas in low flow regions were found to be hot spots for future bleaching.     

永兴岛附近海域珊瑚礁鱼类群落结构特征

为更好地保护和管理西沙永兴岛附近海域珊瑚礁鱼类,于2020—2021年对永兴岛上岸渔获物进行了调查研究,分析了鱼类群落结构组成及其变化和演替特征。结果表明:调查共发现永兴岛附近海域珊瑚礁鱼类101种,隶属于5目21科,以鲈形目鱼类最多,占总种类的84.16%,生物量超总渔获物的90%;科级水平鹦嘴鱼科鱼类最多,达21种,生物量超总渔获物的45%。28种珊瑚礁鱼类是永兴岛附近海域主要捕捞对象,占总渔获物的80%以上。永兴岛附近海域珊瑚礁鱼类呈现过度捕捞,一是主要渔获物中的中大型鱼类均重偏小;二是本海域个体体型最大的鱼类出现较多消亡;三是肉食性鱼类大量消亡;四是植食性鱼类生物量占比超过了肉食性鱼类。永兴岛附近海域珊瑚礁鱼类已经演替到以植食性鱼类为主导的生态系统;大量海胆的出现,表明了这一珊瑚礁生态系统在进一步衰退,向以海胆为主导的生态系统演变。保护西沙永兴岛附近海域珊瑚礁鱼类已经刻不容缓,需要严格地控制本海域的捕捞强度。     

Conservation Planning for Coral Reefs Accounting for Climate Warming Disturbances

Incorporating warming disturbances into the design of marine protected areas (MPAs) is fundamental to developing appropriate conservation actions that confer coral reef resilience. We propose an MPA design approach that includes spatially- and temporally-varying sea-surface temperature (SST) data, integrating both observed (1985–2009) and projected (2010–2099) time-series. We derived indices of acute (time under reduced ecosystem function following short-term events) and chronic thermal stress (rate of warming) and combined them to delineate thermal-stress regimes. Coral reefs located on the Brazilian coast were used as a case study because they are considered a conservation priority in the southwestern Atlantic Ocean. We show that all coral reef areas in Brazil have experienced and are projected to continue to experience chronic warming, while acute events are expected to increase in frequency and intensity. We formulated quantitative conservation objectives for regimes of thermal stress. Based on these objectives, we then evaluated if/how they are achieved in existing Brazilian MPAs and identified priority areas where additional protection would reinforce resilience. Our results show that, although the current system of MPAs incorporates locations within some of our thermal-stress regimes, historical and future thermal refugia along the central coast are completely unprotected. Our approach is applicable to other marine ecosystems and adds to previous marine planning for climate change in two ways: (i) by demonstrating how to spatially configure MPAs that meet conservation objectives for warming disturbance using spatially- and temporally-explicit data; and (ii) by strategically allocating different forms of spatial management (MPA types) intended to mitigate warming impacts and also enhance future resistance to climate warming.     

Forecasted coral reef decline in marine biodiversity hotspots under climate change

Coral bleaching events threaten coral reef habitats globally and cause severe declines of local biodiversity and productivity. Related to high sea surface temperatures (SST), bleaching events are expected to increase as a consequence of future global warming. However, response to climate change is still uncertain as future low‐latitude climatic conditions have no present‐day analogue. Sea surface temperatures during the Eocene epoch were warmer than forecasted changes for the coming century, and distributions of corals during the Eocene may help to inform models forecasting the future of coral reefs. We coupled contemporary and Eocene coral occurrences with information on their respective climatic conditions to model the thermal niche of coral reefs and its potential response to projected climate change. We found that under the RCP8.5 climate change scenario, the global suitability for coral reefs may increase up to 16% by 2100, mostly due to improved suitability of higher latitudes. In contrast, in its current range, coral reef suitability may decrease up to 46% by 2100. Reduction in thermal suitability will be most severe in biodiversity hotspots, especially in the Indo‐Australian Archipelago. Our results suggest that many contemporary hotspots for coral reefs, including those that have been refugia in the past, spatially mismatch with future suitable areas for coral reefs posing challenges to conservation actions under climate change.     

珊瑚及共生藻在白化过程中的适应机制研究进展

珊瑚礁生态系统具有非常重要的生态学功能。但是随着全球气候变暖和CO2浓度的升高,珊瑚白化事件越来越频繁,珊瑚礁生态系统面临严重的危机。影响珊瑚白化的重要因子主要有海水温度的异常（过高或过低）,太阳辐射与紫外线辐射,海水盐度的偏离,珊瑚疾病,海洋污染,长棘海星的爆发,人类的过度捕鱼和全球CO2浓度升高等。其中,海洋表面水体温度（SST）的异常升高为珊瑚白化的主要因素。珊瑚主要是通过珊瑚与共生藻的生理适应机制以及更换共生藻基因型机制两种方式来适应环境胁迫的。生理适应机制主要通过叶黄素循环、珊瑚色素荧光（热）、活性氧清除系统（自由基）、分泌紫外线吸收物质MAAs（紫外光）、产生热休克蛋白HspS（热）来实现的。珊瑚共生藻基因型更换适应机制是指珊瑚的适应性白化假说。珊瑚的适应性白化假说还有很多争议,还需要更多的实验证据提供支持。未来的研究重点将在珊瑚白化过程中共生藻-珊瑚共生功能体作为整体性的研究,尤其是珊瑚宿主在白化过程中对共生功能体作出贡献的研究。     

珊瑚礁生态脆弱性评价--以泰国思仓岛为例

珊瑚礁生态系统受到环境变化、人类活动等各种因素的严重威胁,保护珊瑚礁生态系统是目前全球海洋生态保护的热点,对珊瑚礁开展定量的生态脆弱性评估能够为保护管理对策的制定提供重要科学依据。本研究选取泰国思仓岛作为研究区域,结合空间分析技术建立了具有通用性的珊瑚礁生态脆弱性评估方法。基于ESA模型构建了珊瑚礁生态脆弱性综合指数和评价指标体系,系统分析了思仓岛珊瑚礁脆弱性的来源、构成,并直观展现了脆弱性的区域空间分布。结果表明:思仓岛研究区东北侧的珊瑚礁生态脆弱性大于西南侧,当地珊瑚礁的关键影响因子分别为驳船排污、港口码头、水体透明度等。根据脆弱性评价的结果,提出了当地珊瑚礁保护与修复的空间分区管理对策。本研究为印度-太平洋区系珊瑚礁生态脆弱性评价提供了可行的示例,也为中国的珊瑚礁可持续管理研究提供了借鉴和参照。     

西沙珊瑚礁生态系统完整性评价与动态仿真模拟研究

以中国西沙珊瑚礁生态监控区为例,从生态系统完整性视角出发,结合珊瑚礁功能群组与环境变化的多重反馈效应,运用系统动力学方法构建了西沙珊瑚礁生态系统动态诊断模型,并通过基础情景和典型干扰情景（捕捞活动、陆源沉积、长棘海星（Acanthaster planci）暴发）的模拟过程,分析该生态监控区2010-2050年生态系统完整性的发展趋势及演变机理。结果显示：（1）系统动力学与生态系统完整性评价方法的整合,为珊瑚礁生态系统完整性的定量研究提供了一种可行性的方法;（2）珊瑚礁生态系统各效应指数中累积效应的变化最为明显,2010-2050年指数最大增长17.2,年均增长率约为1.2%,综合完整性指数在波动变化中稳步上升,珊瑚礁受损程度由中受损向中、低受损转变;（3）不同状态的珊瑚礁生态系统完整性,在其演化的不同阶段各有差异性,并且这种差异通常随时间推移才逐渐放大;（4）无论何种情景下,珊瑚礁生态系统都具有一定的恢复能力,尤其处于系统演化的释放重组阶段（2035-2040年）,生态系统的不稳定将创造了一定的可恢复性。研究结果对于分析西沙珊瑚礁生态系统的整体演化过程提供了理论借鉴,也为我国后续的珊瑚礁生态系统适应性修复理论模式研究提供了重要的基础。     

珊瑚礁生态系统模型研究现状及热点分析

以Web of Science数据库中的Web of Science ~(TM)核心合集和中国期刊全文数据库为数据源,对2018年10月前国内外发表的珊瑚礁生态系统模型研究相关文献进行计量分析,评估该领域的研究现状及热点。研究表明:国外珊瑚礁生态系统模型研究起始于1974年,相关文献的发文量整体呈大幅度增长趋势;国内研究于1997年起步,发文量增长较缓慢,近三年显著增加。高频关键词统计分析可以看出,国外对于珊瑚礁中生活的各种生物及其生态分布研究较为广泛,生态系统的生物群落多样性是该领域的研究热点,关于珊瑚礁生态系统风险、威胁、胁迫和修复的模型研究近几年有所起色,在今后一段时间内将是该领域的主要研究趋势。国内相关研究局限于珊瑚礁地质环境与波浪传播等方面,应在扩大研究范围的同时,将重点放在珊瑚礁生态系统退化诊断与修复的探究上。