摸清北部灣的珊瑚家底！從245種石珊瑚看生態多樣性|周浩郎、葛文標最新研究發表

2024-12-04 11:07

來源：澎湃新聞·澎湃號·政務

【中國綠發會訊】【編者按】2024年12月2日發表的一篇最新研究，深入探討了北部灣石珊瑚的多樣性及其分布特征，涵蓋了中國和越南海域的245種石珊瑚，揭示了北部灣珊瑚群落的主要組成及其生態特點。該研究發現，盡管北部灣的石珊瑚種類數量較少，但其物種結構與熱帶海域相似，且以鹿角珊瑚為主的群落在過去幾十年內經歷了顯著退化。這項研究的亮點在于全面總結了北部灣各區域的珊瑚多樣性，并為區域生態保護提供了關鍵的科學數據和建議。該研究成果由周浩郎、葛文標發表于《廣西科學院學報》期刊上，研究獲得了廣西重點研發計劃項目 (桂科 AB19245045) 的資助。應作者推薦，“海洋與濕地”（OceanWetlands）小編分享該信息如下。（按/王芊佳）

潿洲島的石珊瑚。攝影：周浩郎 | 綠會融媒海洋與濕地（OceanWetlands）

北部灣位于南海的西北部，是一個半封閉的海灣，橫跨中國廣西與越南的海域，地理坐標大致位于17°00'-21°30'N和105°40'-110°00'E之間。作為一個獨特的生態區域，北部灣因其特有的環境條件與南海熱帶海域的生態特點有所不同，因此被劃分為獨立的北部灣生態區。根據最新的研究，北部灣的石珊瑚種類豐富，共有17科、66屬、245種，其中中國海域記錄有164種，越南海域記錄有187種，且兩國海域的共有物種為106種。石珊瑚的多樣性主要由4個科組成，其中鹿角珊瑚科（Acroporidae）占據了68個物種，裸肋珊瑚科（Merulinidae）56個物種，木珊瑚科（Dendrophylliidae）24個物種，濱珊瑚科（Poritidae）23個物種。這四個科的珊瑚占據了北部灣石珊瑚物種總數的69.80%。

潿洲島的石珊瑚。攝影：周浩郎 | 綠會融媒海洋與濕地（OceanWetlands）

盡管北部灣的石珊瑚種類相較熱帶海域較少，但其物種結構和分布格局與熱帶海域相似。值得注意的是，北部灣的石珊瑚種類在原始狀態下并未呈現顯著的地理差異，珊瑚種類結構、分布格局和群落類型保持相對一致。然而，隨著近年來環境變化的加劇，以鹿角珊瑚（Acropora spp.）為主的珊瑚群落在過去幾十年里遭遇了嚴重的退化，幾乎消失，成為亟待關注的生態問題。北部灣的環境條件決定了該地區珊瑚分布的特點。灣區的水深較淺，水溫和水鹽度的季節性變化較大，尤其在冬季，水溫較低，受徑流和沉積物影響較大，水的透明度低，這些因素都對石珊瑚的生長形成一定的挑戰。盡管如此，北部灣的部分區域，如越南海域的下龍灣、拜子龍灣等地，仍然能見到石珊瑚群落的生長，水深一般在5~7米之間。而在中國海域，廣西北海的潿洲島、斜陽島等地也是石珊瑚的重要分布區域。北部灣的石珊瑚研究歷史悠久，最早的記錄可追溯到1937年，隨著時間的推移，關于北部灣石珊瑚多樣性的研究逐漸深入。研究數據表明，隨著環境變化與人類活動的影響，北部灣的珊瑚群落發生了顯著的變化，特別是某些物種的數量和分布范圍有所減少。近幾十年的研究結果進一步揭示了北部灣石珊瑚多樣性面臨的挑戰，并為未來的保護工作提供了科學依據。

潿洲島的石珊瑚。攝影：周浩郎 | 綠會融媒海洋與濕地（OceanWetlands）

研究材料與方法

本研究的材料與方法旨在綜合分析北部灣石珊瑚多樣性與分布特征，通過系統性文獻梳理與數據分析，提供詳實的基礎信息。研究主要依托于1937年~2023年間中外學者對北部灣石珊瑚的記錄，涵蓋中國水域和越南水域的多個區域，包括海南西海岸、廣東徐聞、廣西潿洲島及斜陽島，以及越南的下龍灣、拜子龍灣、白龍尾島等地。研究的首要任務是整合這些歷史時期的文獻數據，將不同來源記錄的石珊瑚種類進行歸類和更新。研究使用了《中國造礁石珊瑚分類厘定》和WoRMS數據庫（World Register of Marine Species）作為參照標準，以確保分類學上的科學性與統一性。

潿洲島的石珊瑚。攝影：周浩郎 | 綠會融媒海洋與濕地（OceanWetlands）

結果與分析

數據整合后，研究分析了北部灣石珊瑚的種類構成，顯示該區域共記錄了17科66屬245種石珊瑚。進一步分析發現，中國海域記錄了164種，越南海域記錄了187種，雙方共有種類106種，占總記錄種數的43.27%。其中，在中國海域，中國海南西海岸的石珊瑚種類最多，分布于昌江、儋州和臨高等地，而廣西潿洲島石珊瑚分布也非常顯著。越南海域則以拜子龍灣和白龍尾島為主要分布區，物種豐富度極高。研究明確指出，北部灣石珊瑚分布于大陸近岸和島嶼近岸區域，且受水深與基底類型影響顯著。由于北部灣海水透明度較低，大部分石珊瑚分布在10米以內的淺水區域，在部分地點甚至更淺，例如廣東徐聞和海南昌江等地的分布水深分別為5米和8米。研究還調查了北部灣石珊瑚的基底特征。石珊瑚多依附于穩固的水下結構，包括玄武巖、火山巖、石灰巖以及由珊瑚碎塊膠結形成的珊瑚礁體等。此外，研究分析了石珊瑚群落的組成與分布規律，發現北部灣的珊瑚群落呈現明顯的地域性特征。例如，在越南海域，濱珊瑚科和裸肋珊瑚科占據主導地位，特別是在拜子龍灣和白龍尾島，某些區域的珊瑚蓋度甚至曾經高達100%。而在中國海域，不同區域的石珊瑚群落優勢種類也有所不同，例如近年來，海南昌江以澄黃濱珊瑚和柱形角孔珊瑚為主，而廣東徐聞則以濱珊瑚和薔薇珊瑚為優勢種。通過對比分析，研究揭示了北部灣不同區域石珊瑚多樣性及其群落結構的空間分布差異，同時指出了海水透明度、基底類型和區域環境壓力對珊瑚生長的顯著影響。

圖 1 北部灣石珊瑚分布示意圖。圖源：周浩郎 ,葛文標 . 北部灣石珊瑚多樣性[J]. 廣西科學院學報 ,2024,40(3) :310-330.

討論

作者團隊指出，北部灣作為中印度-太平洋大區的一部分，其石珊瑚生態系統體現了獨特的邊緣環境特征。由于水體淺薄、混濁、沉積物累積、徑流和季風的影響，以及較低的海水溫度，這一區域的生物地理特性顯著地限制了石珊瑚種類的擴散和分布。盡管如此，北部灣的石珊瑚群落展現了顯著的適應性和生態韌性。北部灣石珊瑚種類多樣性相對較低，只有17科66屬245種，顯著低于南海和其他熱帶海域。然而，其種類構成與南海區相似，多樣性較高，且許多石珊瑚種類為熱帶區系的共同種，這表明北部灣仍是熱帶海洋生態系統的重要組成部分。石珊瑚在北部灣的分布受到光照、水深和環境擾動的共同影響，淺水區珊瑚種類更易受到劇烈環境變化的沖擊，而深水區則受到光照不足和沉積限制。濱珊瑚、刺孔珊瑚等耐受性強的種類在灣內占據優勢地位。盡管北部灣的自然條件對石珊瑚構成挑戰，其生態環境仍適合石珊瑚的生長。例如，人工移植的鹿角珊瑚在潿洲島展現了較高的成活率和正常的生長態勢。然而，自然恢復的過程緩慢且長期受到阻礙，尤其是淺水區鹿角珊瑚群落的幾乎完全消失，表明自然恢復能力的受限主要源于珊瑚數量減少導致的整體生殖力下降，以及幼體附著條件的不足。這種現象在復雜珊瑚群落中尤為顯著，說明適應性較弱的種類在環境壓力下更容易退化。北部灣的石珊瑚種類分布表現出明顯的地理差異。這種差異與沿岸水團和南海水團的共同作用相關，但也可能受到研究力度和種類記錄差異的影響。例如，中國海域未記錄的樹珊瑚可能由于調查時被忽視，而非完全由環境限制所致。種類和形態多樣性的降低直接影響珊瑚群落的復雜性和生態系統功能，珊瑚礁生態系統的健康也因此受到威脅。盡管如此，北部灣的石珊瑚群落仍具潛在的自然恢復能力。已有實踐表明，通過科學有效的人為干預，恢復石珊瑚多樣性是可行且必要的。多種類的人工修復可以促進群落的結構優化和功能強化，而優先修復那些因壓力而退化的復雜珊瑚群落則更有助于生態系統的全面重建。與此同時，加強珊瑚礁管理、消除人為干擾、優化生態條件是確保珊瑚礁長期健康發展的重要策略。這不僅有助于恢復石珊瑚多樣性，也為實現珊瑚礁生態系統的可持續發展奠定了基礎。

表1：北部灣石珊瑚種類名錄

表2：北部灣石珊瑚種類數

表2：北部灣石珊瑚種類數。圖源：周浩郎 ,葛文標 . 北部灣石珊瑚多樣性[J]. 廣西科學院學報 ,2024,40(3) :310-330

潿洲島的石珊瑚。攝影：周浩郎 | 綠會融媒海洋與濕地（OceanWetlands）

感興趣的“海洋與濕地”（OceanWetlands）讀者可以參看全文：

周浩郎 ,葛文標 . 北部灣石珊瑚多樣性[J]. 廣西科學院學報 ,2024,40(3) :310-330.ZHOU H L,GEW B. Diversity ofScleractinian Corals in the Beibu Gulf[J]. JournalofGuangxiAcademy ofSciences,2024,40(3) :310-330.

石珊瑚（Scleractinia）是刺胞動物門珊瑚綱下的一目，因能夠分泌碳酸鈣而形成堅硬的外骨骼而得名，是現代珊瑚礁的主要構建者。石珊瑚廣泛分布于熱帶和亞熱帶海域，其種類多樣，包含造礁石珊瑚和非造礁石珊瑚。造礁石珊瑚通常與共生藻類（如蟲黃藻）共存，通過光合作用獲取能量，并積累碳酸鈣構建珊瑚礁。這類珊瑚對水溫、光照、透明度等環境條件高度敏感，是海洋生態系統健康的重要指示物種，其生長和分布對全球氣候變化和海洋環境變化具有重要的響應性和適應性。

北部灣生態區（Beibu Gulf Ecoregion）是指中國與越南交界的北部灣海域及其周邊區域，屬于中印-太平洋生物地理分區的一部分，以其獨特的生態環境和生物多樣性特征而著稱。該區域具有水體混濁、沉積與淤積顯著、徑流與季風影響強烈等特點，水溫和水質條件相較于熱帶海域更為極端，被認為是石珊瑚生存的邊緣環境。盡管如此，北部灣生態區仍有多種適應能力強的石珊瑚物種分布，其生態功能對區域海洋環境健康具有重要意義。這一區域內的生物分布、群落結構及生態動態受到自然與人為因素的雙重影響。

邊緣環境（Marginal Environment）是指處于生態系統承載能力或物種生長和繁衍條件的極限范圍的環境。這些環境通常具有一些不利因素，如極端的氣候條件、有限的資源或較高的環境波動，使得生物在這些區域的生存和繁殖面臨較大的挑戰。對于珊瑚而言，邊緣環境常指那些水溫、光照、營養水平等條件不穩定，或者水體深度較淺、營養化較高等區域。在這種環境中，珊瑚的生長速度較慢，種類和群落的多樣性較低，但它們通常具有較強的適應性和韌性，能夠在這些嚴苛條件下生存并維持生態平衡。在本研究中提到“邊緣環境”，強調了北部灣的生態特點和石珊瑚生存的特殊性。北部灣由于其水文、地質、氣候等因素的影響，具備了與其他海域不同的生態環境特征。具體來說，北部灣水淺、營養化程度高、沉積和淤積較嚴重、水體混濁以及季風和徑流的影響，這些因素使得北部灣成為石珊瑚生存的“邊緣環境”。在這樣的環境中，珊瑚的生長和繁殖受到極大的限制，因此其種類和數量較少，也表現出較低的物種多樣性。研究提到這一概念，筆者認為，是為了說明北部灣并非一個理想的珊瑚生境，其生態條件對石珊瑚的生存構成了多重挑戰，也使得珊瑚群落的恢復和發展面臨困難。因此，石珊瑚在這一邊緣環境中的適應性和生長特性，就成為了該研究關注的重點。

石珊瑚的自我修復能力（Self-repair Ability of Scleractinia）是指其在面對自然或人為干擾后，通過自身的生物學特性逐步恢復種群數量、群落結構及生態功能的能力。這種能力依賴于石珊瑚通過有性繁殖產生幼體并擴散到適宜環境中的機制，以及通過無性繁殖修復受損的珊瑚組織。自我修復能力的強弱受到生殖力、珊瑚種類多樣性、環境條件及壓力強度等因素的制約。在適宜條件下，石珊瑚群落能夠自然演替并恢復健康，但在受到嚴重干擾或環境條件不利時，自然修復過程可能會減緩甚至停滯。

鹿角珊瑚（Acroporidae）是珊瑚綱石珊瑚目中的一個重要科，廣泛分布于熱帶和亞熱帶海域，特別是在印度-太平洋地區。它們通常具有分枝狀的珊瑚骨架，形態像鹿角，因而得名。鹿角珊瑚是典型的造礁珊瑚，是珊瑚礁生態系統的重要組成部分，能夠通過大量的幼體繁殖擴展礁體的范圍。鹿角珊瑚對光照、溫度等環境條件要求較高，通常生長在清澈的淺水區，尤其適應水溫較高和水流強勁的環境。它們的生長速度較快，能夠迅速占據生態空間，但在環境壓力如溫度異常、污染或過度捕撈等情況下，容易發生大規模的死亡。由于它們的生態功能和脆弱性，鹿角珊瑚是珊瑚礁健康的重要指示物種。

學而思

思考題·舉一反三

Q1、在全球變暖和入灣徑流雙重影響下，北部灣石珊瑚群落的基因流動和適應性進化是否存在區域性差異？如何利用分子生物學工具揭示珊瑚對環境變化的長期響應機制？

Q2、北部灣石珊瑚的多樣性是否可以作為一個生態指示系統，用于預測不同環境壓力（如低鹽度、高沉積物負荷）對其他近岸海洋生態系統的影響？這種系統化研究是否可以為珊瑚恢復提供數據驅動的保護策略？

Q3、在越南和中國海域珊瑚分布模式差異的背景下，是否可以通過構建時空動態模型，量化人類活動與自然驅動因素（如季風與徑流）的交互作用對珊瑚種群動態的影響，為區域性生態政策制定提供科學依據？

Q4、此前，我國有學者分別于1964年和1984年對潿洲島的珊瑚生長狀況進行了兩次調查研究；1998年，王敏幹、王丕烈對潿洲島珊瑚生態的第三次系統研究，同時也首次開展了對斜陽島珊瑚生態進行的調查，為兩島的珊瑚生物多樣性研究提供了重要的基礎數據（參見：《中國廣西的珊瑚島 | 第三次潿洲島珊瑚調查（1998）記錄：共有21屬45種》）。根據1998年調查的數據是，共記錄了21屬45種珊瑚。那么，從1998年的斜陽島和潿洲島珊瑚生態基礎數據出發，當前是否可以通過長期時間序列研究，分析北部灣珊瑚多樣性的動態變化，進而評估不同環境壓力下珊瑚恢復潛力的限制因素？結合北部灣最新的珊瑚調查成果，是否可以通過對比潿洲島和斜陽島的歷史數據，構建一個長時間尺度的珊瑚多樣性變遷模型，以揭示人類活動和氣候變化對該區域珊瑚生態的累積影響？

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