广西涠洲岛珊瑚礁物种生物多样性研究

梁文，黎广钊，范航清，农华琼，王欣

（广西红树林研究中心，广西 北海 536000）

广西涠洲岛珊瑚礁物种生物多样性研究

梁文，黎广钊，范航清，农华琼，王欣

（广西红树林研究中心，广西 北海 536000）

涠洲岛石珊瑚在属级组成中以角蜂巢珊瑚属（Favites）、滨珊瑚属（Porites）、蔷薇珊瑚属（Montipora）为优势类群，在科级的组成上，以蜂巢珊瑚科（Faviidae）、滨珊瑚科（Poritidae）、鹿角珊瑚科（Acroporidae）为优势类群。西南部的主剖面 W2、东北部的W5的石珊瑚属种最多，说明了两个剖面海域石珊瑚生物多样性程度相对较高，这与涠洲岛历年来的珊瑚礁分布有关；涠洲岛6条主剖面的多样性指数均呈现一致的规律：W5＞W2＞W6＞W1＞W3＞W4，W2、W5多样性指数相对较高；珊瑚属种数量、优势属种数量、优势属种相对优势程度（最大的重要值百分比）、优势属重要值百分比之和分别与多样性指数的相关分析结果表明，珊瑚属种数量、优势属种数量对多样性指数有促进作用，珊瑚属种数量对多样性指数的贡献率更大；Simpson多样性指数(D)、Pielou均匀度指数(E)差异不显著，Shannon-Wienner多样性指数(H′)差异显著；整个岛区珊瑚属种分布比较均匀。

涠洲岛；珊瑚礁；物种多样性

Abstract:In Weizhou Island,Favites,Porites and Montipora are superior species on genera level and Faviidae,Poritidae and Acroporidae are superior species on specie level of the coral community.Principal sections W2 in the southwest and W5 in the northeast enjoy the most coral species,which indicates that waters in these two principal sections has a comparatively greater bio-diversity in terms of coral reef species and it has a lot to do with the coral reef distribution in the island over the years.Coral diversity index from the six principal sections both show accordant rule:W5＞W2＞W6＞W1＞W3＞W4.Coral diversity index from W2 and W5 are comparatively higher.Through concerning analysis of coral species number,superior species number,the relative dominance degree of superior species (the biggest importance value percentage),the sum of superior species importance value percentage between coral diversity index,it has been found that the number of coral reef species and the superior species is positive to coral diversity indexes with the number of coral reef species playing a greater role in this aspect.The Simpson and Pielou index of coral reef are non-significant.But the Shannon-Wienner index is significant,which indicates that coral reefs are distributed relatively evenly on the island.

Keywords:Weizhou Island；coral reef；species diversity

涠洲岛是广西沿岸海域中最大的岛屿，也是南海北部湾中最大的岛屿，位于广西北海市沿岸南面滨外浅海，离大陆海岸直线距离48 km。该岛地势呈南高北低，一般海拔10～40 m，最高点位于南部西拱手海拔 78.96 m，自南向北缓缓倾斜，微有起伏，南北长约7 km，东西宽约5.86 km,全岛岸线长26.43 km，陆域面积24.71 km2[1,2]。涠洲岛珊瑚礁的研究相对较少，从上世纪60年代起，进行过一些资源性调查，珊瑚礁多样性的研究甚少，本文根据涠洲岛的海底地形及参考以往历史调查资料，沿岸海域布置断面，调查珊瑚礁的种类、分布状况、覆盖率、进行多样性特征分析等，为岛区珊瑚礁生物多样性研究的开展、可持续保护管理提供新的资料。

1 研究方法

1.1 断面布置

调查采用了截线样条调查法、拍摄水下样线录像和水下特写照片，并进行系统采样。

调查断面以垂直海岸方向布设6条主剖面，每条主剖面沿海岸平行方向布置2～3条长100 m的观测分断面，共20条(图1)。调查分别在2007年 10－11月、2008年 4－5月开展，通过 GPS导航定位，在分断面位置布设调查样线。

图1 涠洲岛海域珊瑚岸礁地理位置和调查断面图Fig.1 Coral reef geographic location and investigation transects around Weizhou Island

1.2 珊瑚种群组成特征分析

活石珊瑚属种通过分析水下特写照片和样品微细结构，主要参考邹仁林编著的《中国动物志－造礁石珊瑚》和陈乃观等编著的《香港石珊瑚图鉴》等珊瑚分类学专业文献的石珊瑚图版及其骨骼微细结构的描述[3,4]。

活石珊瑚的优势属种通过调查数据，分别计算断面各属种的相对多度(某个属种的群落总数与群落所有属种的群体数之比)、相对覆盖度(某个属种全部群体的覆盖面积与群落所有群体的覆盖面积之比)、相对频度(某个属种的频度与所有属种的频度总和之比．其中频度为一个属种出现的样方总数与调查样方的总数比)和重要值(为以上3个指标之和)[5-8]。

由于水下录像判读往往难以鉴定到种，录像资料属种的统计以属和科为分类单位相当常见[5]，因此本文在录像数据中把属和科作为分类单位进行分析，应用重要值计算方法，计算出岛区的珊瑚优势类群。

1.3 珊瑚多样性指数分析

种群多样性指数用来分析生物多样性，生物多样性的研究方法和各种测度指数在国内外生态学文献中多有记载[5-9]。本文的多样性研究目的在于探讨涠洲岛珊瑚礁属种数量，珊瑚礁属种间在礁区生境竞争共存反映的属种分布丰富和均匀程度。而α多样性是用于测量某一生态系统内生物种类数量以及生物种类间相对多度的一种测量指标，α多样性反应某一生态系统内物种间通过竞争资源或利用同种生境而产生的共存结果[9]。本文采用α多样性指数中的 Shannon-Wienner指数（H′）、Simpson多样性指数（D）和Pielou均匀度指数（E）：

以上多样性指数在陆地生物群落研究中通常以种为测度单位，但在珊瑚生物群落研究中，由于水下取样调查的困难，以属和科等较高分类阶元为多样性测度单位相当常见[5]，考虑到生物分类的等级特征，同时进行种以上分类阶元为单位的多样性测度是有必要的，有助于更全面的反映一个特定群落的物种多样性特征[7,8]。本文把取样数据中的种分别归属于对应的属应用以上公式，测度了属级的多样性指数。

2 结 果

2.1 珊瑚种群组成特征

通过对调查断面的影像资料的判读，计算出主剖面每属珊瑚的重要值和重要值百分比，说明了涠洲岛区各个主剖面位置的造礁石珊瑚种群在科、属分类阶元水平上的组成和相对丰富度。在属级组成中，整个岛区角蜂巢珊瑚属（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25.8%、17.5%、15.1%，其余属重要值百分比均低于 9%的有15属，低于1%的有5属，反映出岛区石珊瑚种群属级组成上的均匀度较高。在科级的组成上，蜂巢珊瑚科（Faviidae）、滨珊瑚科（Poritidae）、鹿角珊瑚科（Acroporidae）为优势类群，其科级重要值百分比分别为41.8%、24.9%、16.2%，其余7个科的重要值百分比均低于9%（表1）。

表1 涠洲岛造礁石珊瑚种群组成分析表Tab.1 Composition analysis of the Scleratinian coral community on Weizhou Island

岛区的 6条主剖面分析显示，各主剖面的优势类群分布各有差异，以西南部的 W2、东北部的W5的珊瑚属种最多，均为8科13属，其余主剖面属种数量比较均衡。W1主剖面以滨珊瑚属（Porites）、牡丹珊瑚属（Pavona）为优势类群，其属级重要值百分比分别为42.2%、17.8%，其余均低于 12%的有 7属；W2主剖面以滨珊瑚属（Porites）、角蜂巢珊瑚属（Favites）、扁脑珊瑚属（Platygyra）为优势类群，其属级重要值百分比分别为32.6%、17.1%、13.9%，其余均低于10%的有 10属；W3主剖面以角蜂巢珊瑚属（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39.2%、15.9%、13.3%，其余均低于11%的有6属；W4主剖面以角蜂巢珊瑚属（Favites）、蜂巢珊瑚属（Favia）为优势类群，其属级重要值百分比分别为 45.7%、14.5%，其余均低于 11%的有9属；W5主剖面以角蜂巢珊瑚属（Favites）、蔷薇珊瑚属（Montipora）、牡丹珊瑚属（Pavona）为优势类群，其属级重要值百分比分别为22.7%、21.5%、15.6%，其余均低于8%的有10属；W6主剖面以角蜂巢珊瑚属（Favites）、蔷薇珊瑚属（Montipora）为优势类群，其属级重要值百分比分别为29.1%、26.6%，其余均低于11%的有8属。

6条剖面优势属种组成、优势程度较相近，属种分布显示较为均衡。

2.2 珊瑚礁多样性现状

从表2、图2数据可以看到，多样性指数H′、D和均匀度指数E均以下的规律：涠洲岛6条主剖面均呈现出一致的大小排序：W5＞W2＞W6＞W1＞W3＞W4，其中，W2、W5 多样性指数H′、D均匀度指数E均偏高、多样性指数H′值出现明显的高值；3个多样性指数变化趋势一致，D、E值变化不大。

表2 涠洲岛石珊瑚生物多样性指数分析表Tab.2 Value of coral diversity index at Weizhou Island fringing reef

图2 涠洲岛珊瑚调查主剖面属级生物多样性指数的变化Fig.2 Change of diversity index value at the genus-level among 6 main transects at Weizhou Island

3 讨 论

3.1 活石珊瑚种群结构特征的分析

涠洲岛在属级组成中以角蜂巢珊瑚属、滨珊瑚属、蔷薇珊瑚属为优势类群，在科级的组成上，以蜂巢珊瑚科、滨珊瑚科、鹿角珊瑚科为优势类群。西南部的主剖面W2、东北部的W5的珊瑚属种最多，说明了两个剖面海域石珊瑚生物多样性程度相对较高，这与涠洲岛历年来的珊瑚礁分布有关，从1986年－2006年的涠洲岛珊瑚礁资源调查资料1-4)[10,11]已反映出岛区的西南部、东北部海域珊瑚属种较多、珊瑚覆盖度较高，说明了近年来西南部、东北部近岸海域两个区域石珊瑚种群还保持这较高的属种分布状况，与本次调查结果相一致。

从涠洲岛的早期地质研究表明，3 100年前即有珊瑚礁发育[12-16]，黎广钊 2001年研究发现,涠洲岛珊瑚礁的发育可追溯到7 000年前(最老的珊瑚碎屑海滩岩14C年代为距今6 900±100 yr)。自全新世7 000年来，涠洲岛造礁珊瑚生物首先在其北部的后背塘至苏牛角坑沿岸岸外生长发育形成珊瑚礁，其后约4 000年来，相继在其东北部、东部横岭、下牛栏和西南部竹蔗寮、滴水村岩外生长发育形成珊瑚礁3)。涠洲岛的岸礁发育与海岸发育的阶段相匹配：陡崖侵蚀型海岸－无岸礁，缓坡侵蚀型海岸－雏形期岸礁，过渡型海岸－幼年期岸礁，堆积型海岸－壮年期岸礁，其中过渡性海岸、堆积型海岸属于珊瑚分布相对比较多的区域，而过渡性海岸主要为西南部海岸、堆积型海岸主要为北部、东北部海岸，可见，从地质研究资料表明，东北部、西南部沿岸海域的岸礁属珊瑚礁发育最好的区域[11]，也与本次调查结果相符合。

1)广西海岸带和海涂资源综合调查领导小组，广西海岸带和海涂资源综合调查报告（第六卷），1986。

2)广西国土资源厅，2001年，涠洲岛-斜阳岛珊瑚礁自然保护区（拟建）综合考察报告。

3)广西海洋研究所,2003年12月,涠洲岛珊瑚礁生态环境研究报告。

4)广西红树林研究中心，2006年，涠洲岛海区珊瑚礁资源调查研究报告。

3.2 珊瑚礁多样性差异的分析

从表2、图2显示，涠洲岛6条主剖面的多样性指数H′、D和均匀度指数E均呈现出一致的大小排序：W5＞W2＞W6＞W1＞W3＞W4，其中的W2、W5多样性指数值均较高，多样性指数 H′值出现明显的高值。这与主剖面种群指标中的珊瑚属种数量、优势属种数量、优势属种相对优势程度（最大的重要值百分比）、优势属重要值百分比之和有很大关系。对这4个种群指标分别与均匀度指数、多样性指数的相关分析结果表明，4个种群指标与 3个多样性指数的相关系数相一致，珊瑚属种数量、优势属种数量、优势属种相对优势程度（最大的重要值百分比）、优势属重要值百分比之和与3个多样性指数相关系数是分别为0.618、0.488、-0.886(*)、-0.429（表3），这说明珊瑚属种数量、优势属种数量对多样性、均匀度有促进作用，其中珊瑚属种数量对多样性、均匀度的贡献率更大；优势属种相对优势程度（最大的重要值百分比）、优势属重要值百分比之和则反之。因此，6条主剖面中W2、W5的属种组成数量相对较多，均为8科13属，显现出种群生物多样性、均匀度均较高，而W2的优势属种相对优势程度优势明显（优势属重要值分别为32.6%、17.1%、13.9%），W5优势属种相对优势程度比较均衡（优势属重要值分别为 22.79%，21.5%，15.6%），从相关系数分析，W5略微比W2生物多样性、均匀度水平高。

Shannon-Wienner多样性指数H′的变化明显，Simpson多样性指数D、Pielou均匀度指数E变化不大，显然，Shannon-Wienner多样性指数 H′比Simpson多样性指数D有较好的趋势表现；整个岛区珊瑚属种分布比较均匀，这与珊瑚种群结构特征分析结果基本一致。

表3 涠洲岛珊瑚礁种群指标与多样性指数的相关性分析Tab.3 Correlation results between coral population indicators and coral diversity index at Weizhou Island fringing reef

4 小 结

a)涠洲岛石珊瑚在属级组成中以角蜂巢珊瑚属、滨珊瑚属、蔷薇珊瑚属为优势类群，在科级的组成上，以蜂巢珊瑚科、滨珊瑚科、鹿角珊瑚科为优势类群。西南部的主剖面 W2、东北部的W5的珊瑚属种最多，说明两个剖面海域珊瑚种群的生物多样性程度相对较高。

b)涠洲岛 6条主剖面的多样性指数 H′、D和均匀度指数 E呈现一致的规律：W5＞W2＞W6＞W1＞W3＞W4，W2、W5 多样性指数H′、、D和均匀度指数E均相对较高；以珊瑚属种数量、优势属种数量、优势属种相对优势程度（最大的重要值百分比）、优势属重要值百分比之和这4个种群指标分别与3个多样性指数的相关分析结果表明，珊瑚属种数量、优势属种数量对多样性、均匀度有促进作用，珊瑚属种数量对多样性、均匀度的贡献率更大；Shannon-Wienner多样性指数H′变化明显，Simpson多样性指数D、Pielou均匀度指数E变化不大；整个岛区珊瑚属种分布比较均匀，这与珊瑚种群结构特征分析结果基本一致。

致谢：感谢中国科学院南海研究所的黄晖博士、李秀保硕士帮助鉴定珊瑚样品。感谢邹衍健、谢秋杰、王福强、曾阿二等水下采样及样线拍摄。

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Study on the species diversity of coral reef on Weizhou Island,Guangxi

LIANG Wen，LI Guang-zhao，FAN Hang-qing，NONG Hua-qiong，WANG Xin
(Guangxi Mangrove Research Center,Beihai 536000,China)

Q178.532; Q959.135.3

A

1001-6932(2010)04-0412-06

2009-09-17；

2010-07-02

广西科学研究与技术开发计划项目（桂科攻0992026-2），广西科学院基本科研业务费资助项目（编号：09YJ17HS01），北海市科技局基础研究项目（北科合200601055），广西科学基金应用基础项目（桂科基0575025），广西908专项资助项目(GX908-01-06)

梁文（1967－），男，广西北海市人，副研究员，主要从事海洋地质、珊瑚礁地貌与生态研究。电子邮箱: gx.lw@163.com