陈石泉 林国尧 蔡泽富 沈 捷 吴钟解 骆丽珍 庞巧珠
(海南省海洋与渔业科学院,海南 海口 570125)
海草是生活于温带和热带海域浅水的单子叶植物(杨宗岱, 1979),具“海洋牧场”之称,海草一般分布在低潮带和潮下带,大多数海草种分布在20m 以下浅海域内(William et al, 1993),6m 以下浅范围区域一般是海草分布的主要区域,最深可分布在水下90m 处(Cornelis, 1970)。海草具阻止和吸附水中悬浮颗粒,消除污染、净化水质(Arthur et al, 2002; 许战州等, 2011),减弱海浪能、维护海岸及海床稳定,并为许多海洋生物,如儒艮、绿海龟、海胆、海马等提供食物来源(范航清等, 2007;Douglas et al, 1984;李文涛等, 2009;黄小平等, 2006)。
近年来,不少研究者对东寨港红树林种类组成(廖宝文等, 2005)、群落结构(王旭等, 2008)、栖息生物(邹发生等, 1999)、地质地貌(刘均玲等, 2013;毕福志等, 1988)、潮汐汊道(倪海祥等, 1996)、有机质元素(王鸿平等, 2017)、生物体质量(张玲等, 2011)及其生态功能评估与退化方面进行了大量研究(徐蒂等, 2014;王荣丽等, 2015),但对东寨港海草资源研究较少,仅报道东寨港旗调村附近海域的贝克喜盐草(邱广龙等, 2016)。调查研究东寨港内海草资源的分布特征及其成因,旨在为东寨港以及海南岛潟湖资源提供基础数据,为东寨港的渔业生产、海洋环境保护、典型潟湖生态系统的可持续发展提供科学依据。
东 寨 港 位 于 海 南 岛 东 北 部(110°32′~110°37′E,19°51′~20°01′N),海岸线总长84.00 km,面积约5 240hm2,港内海湾开阔,滩面缓平,有许多曲折迂回的潮水沟分布其间,其水位较浅,且潟湖周边有演州河、三江河、演丰东河及演丰西河4 条淡水河流汇入(邢孔敏等, 2018)。东寨港具有丰富的红树、海草及潟湖资源。
2018年6 月初步掌握并确定东寨港潟湖海草分布区,采用GPS 标记海草分布区域,用于计算面积。根据海草分布布设站位,在苍头村、博度村、东溪村及旗调村各布设3 条调查断面,调查海草盖度、密度、生物量等,断面自潮间带至潮下带,垂直于海岸线,贯穿海草床分布,断面布设涵盖海草分布上限、下限及海草分布中心(图1)。
图1 东寨港海草分布区域及调查断面Fig.1 Distribution area and the stations of the seagrass in Dongzhai harbor
在断面平坦地段布设皮尺,利用水下相机拍照摄像,用GPS 测定断面两端的经纬坐标(Douglas et al,1984)。随机布置样方,样方大小50.0cm×50.0cm,调查样方内海草种类、盖度、平均密度。利用软件Arc GIS10.2分析海草分布面积及其分布特征。
2018年,东寨港海草种类主要有2 科2 属3种,分别是丝粉藻科二药草属单脉二药草Halodule uninervis(Hu),水鳖科喜盐草属卵叶喜盐草Halophila ovalis(Ho)以及贝克喜盐草 Halophila beccarii(Hb)。其中卵叶喜盐草与贝克喜盐草分布集中,为东寨港优势种。卵叶喜盐草主要分布在苍头村(DH1)与东溪村(DH3),苍头村(DH1)附近卵叶喜盐草与贝克喜盐草部分混生。贝克喜盐草主要分布在苍头村(DH1)、博度村(DH2)及旗调村(DH4),成片分布于红树林沿岸淤泥底质上,植株矮小,分布密集。单脉二药草在东寨港分布较为稀少,在苍头村(DH1)红树林边缘分布,与贝克喜盐草混生,植株较小,分布稀疏,通常难以找到(图1)。
东寨港内水位较浅,通常在0.2~1.8m 左右,潟湖内底质呈中央泥沙,周边淤泥状态,底质越靠近红树区域,淤泥化越严重,海草种类为贝克喜盐草及单脉二药草;潟湖中央区域泥沙逐渐增多,海草种类为卵叶喜盐草。
2.2.1 海草分布面积及盖度 2018年,东寨港海草资源面积约264.0hm2,其中苍头村(DH1)海草面积约148.0hm2,博度村(DH2)为70.0hm2,东溪村(DH3)为9.0hm2,旗调村(DH4)为37.0hm2。卵叶喜盐草与贝克喜盐草为优势种,成片或斑块状分布。此外,部分沿岸区域卵叶喜盐草及贝克喜盐草零星分布,如沿海、沿岸海域卵叶喜盐草零星分布,三江附近河道两岸贝克喜盐草分布等。
东寨港海草资源分布区域平均盖度52.13%;苍头村海草盖度48.75%~79.67%,平均盖度65.03%;博度村海草盖度45.20%~75.40%,平均盖度62.03%;东溪村海草盖度15.0%~40.0%,平均盖度25.33%;旗调村海草盖度41.67%~68.33%,平均盖度56.11%。
2.2.2 海草密度及生物量 东寨港海草资源区域平均密度为9 901 株/m2,其中苍头村海草密度为5 363~10 928 株/m2,平均密度为8 545 株/m2;博度村海草密度为5 333~15 157 株/m2,平均密度为11 104 株/m2;东溪村海草密度为6 021~12 613 株/m2,平均密度为8 869 株/m2;旗调村海草密度为4 816~16 981 株/m2,平均密度为11 084 株/m2。由于卵叶喜盐草、贝克喜盐草及单脉二药草植株较小、分布密集,因此东寨港单位面积海草密度较高。
东寨港海草资源区域平均生物量为37.46g/m2;其中苍头村海草生物量为25.82~47.00 g/m2,平均生物量为34.12g/m2;博度村海草生物量为23.27~41.88g/m2,平均生物量为33.53g/m2;东溪村海草生物量为46.71~58.90g/m2,平均生物量为51.56g/m2,旗调村海草资源生物量为13.31~46.93g/m2,平均生物量为30.63g/m2。
贝克喜盐草被认为是当前全球10 种面临灭绝的海草之一,其保护价值极高(Short et al, 2011)。东寨港海草种类有卵叶喜盐草、贝克喜盐草及单脉二药草3 种,其分布区域集中在苍头村、博度村、东溪村及旗调村,且尤以苍头村及博度村附近海草分布面积、盖度、密度及生物量较高。东寨港内水体浑浊,淤泥较多,适合于植株矮小、喜生于淤泥及泥沙质的卵叶喜盐草、贝克喜盐草及单脉二药草生长。根据本课题组2014年、2016年及2018年海洋生物多样性的调查,2014-2018年东寨港海草资源的平均盖度、面积、密度以及生物量均呈下降趋势,退化区域主要位于潟湖中部的东溪村(DH3)海草分布区,该区域主要受到潟湖渔业生产影响较大(表1)。通过对海南岛东寨港潟湖海草资源分布以及历史数据分析认为,东寨港海草种类分布主要受底质类型、潮汐作用及潟湖人为活动等影响。
2.3.1 水体环境 东寨港潟湖水深0.3~1.9m(航道除外),平均深度0.63m;水温20.30~20.90℃,平均水温20.56℃;盐度10.13~27.45,平均盐度20.24 ;浊度为14.52~39.29,平均浊度29.08,潟湖内水体浑浊呈黄泥状,透光性极差,不利于海草生长,尤其是高大的海草种类。有文献表明东寨港海水增养殖区化学需氧量少量超标,溶解性无机氮和溶解性无机磷超标较严重,海水增养殖区有机污染程度处于重度污染,海水增养殖区水体处于高富营养化水平,N 及P 为该养殖区的主要污染因子(李仕平等, 2017)。海水富营养化导致海水中藻类过度生长及爆发,从而大面积覆盖海草表面,导致海草光合作用速率降低,抑制海草生长。
2.3.2 底质类型 不同的底质类型对不同种类的海草分布与生长具有限制作用,通过对海草分类与分布的研究发现,热带、亚热带地区的海草分布与海草分布底质类型有关系,海菖蒲、泰来草、圆叶丝粉草等均能在珊瑚沙、珊瑚碎屑及珊瑚礁平台上生长,卵叶喜盐草、羽叶二药草及单脉二药草均能在泥质滩地上生长,贝克喜盐草及卵叶喜盐草在软泥质盐田叶有分布(陈石泉等, 2013)。海南岛常见海草种间关系分析也表明底质类型对海草种类分布具有一定的影响,且海南岛海草群落较容易受外界因素干扰而发生波动(柯智仁, 2004; 王道儒等, 2012)。
表1 东寨港海草资源变化Table 1 The changes of seagrass resources in Dongzhai harbor
东寨港周边分布大量红树林资源,在潟湖内能见到的海草种类主要是卵叶喜盐草、单脉二药草及贝克喜盐草等。潟湖内底质类型主要是淤泥,潟湖内水体交换缓慢、泥沙淤积严重,潟湖内红树分布加速了潟湖底质淤泥化,尤其是苍头村红树林边缘以及旗调村附近海域,平均淤泥深度约50.00cm,而其表面生长的海草种类主要是贝克喜盐草;位于潟湖中间区域以及苍头村往铺前大桥河口方向,淤泥深度较浅,且泥中带点沙质底质,海草种类为卵叶喜盐草,像海菖蒲及泰来草等适合于珊瑚礁碎屑及砂质底质的海草很少见到。
2.3.3 潮汐作用 东寨港为典型潟湖,其与外海只有一潮汐汊道口相连,其内潮沟为不规则半日潮,潮流具驻波性质,潮流时间与速度不对称,整个港湾水体存在顺时针环流,由于受到红树林的影响,红树林区潮汐动力为涨落潮后期潮沟水流经光滩向林内满溢,落潮初期经光滩向潮沟排泄形成,流速通常小于10.0cm/s(倪海祥等, 1996)。随着潮汐的变化,潟湖内的泥沙不能及时随潮水迁移,导致潟湖内泥沙淤积严重,水位变浅,不适合植株较高的海菖蒲、泰来草及圆叶丝粉草等海草生长,潟湖水体交换能力也相对较弱,水体浑浊,不利于水下海草的光合作用。因此,东寨港海草种类主要为植株矮小、光合作用面积较小的卵叶喜盐草、贝克喜盐草及单脉二药草等。
2.3.4 人为活动 东寨港海草还受到渔业活动、陆源污染、非法渔业以及自然因素等影响。东寨港潟湖分布众多牡蛎插桩以及退潮后当地渔民在海草床区域耙螺、耙贝活动,造成海草根茎的不可恢复性物理伤害而个体死亡,同时也造成海草生境的破坏,导致海草浮出水面,受到暴晒死亡。
渔排和网箱养殖底下生长分布的海草,被残饵和粪便覆盖,阳光被完全遮挡,极大地影响海草的光合作用,导致海草分布稀少。东寨港为海南省重要的滩涂养殖基地之一,海水增养殖区规划面积423.50hm2,主要养殖品种为牡蛎、文蛤及血蚶等,潟湖内养殖牡蛎,大概有143.00 宗,周边有养猪、畜禽场约1 333.00hm2,过往或停靠小船(6.00×2.20m2)有325 艘。
通过对东寨港2009年至2016年夏秋两季有机污染及富营养化指标评价,东寨港海水养殖区2009年至2016年处于严重污染及中度污染,水质呈高富营养及富营养化水平,水质污染主要是溶解性无机磷和溶解性无机氮浓度超标,水质污染与周边居民生活、畜禽及水产养殖过程排放的氮、磷污染因子有关(李仕平等, 2017)。
东寨港保护区主要保护对象是周边红树林资源,对于潟湖内的海草资源却处于无人管理状态,目前东寨港内海草资源一直处于退化状态。
(1)东寨港海草种类主要有2 科2 属3 种,分别是单脉二药草、卵叶喜盐草以及贝克喜盐草。卵叶喜盐草与贝克喜盐草分布相对集中、面积较大,为东寨港优势种;单脉二药草分布稀疏,面积较小,主要在苍头村红树林边缘与贝克喜盐草混生。
(2)东寨港海草资源总面积约264.0hm2,其中苍头村148.0hm2,博度村为70.0hm2;东溪村为9.0hm2;旗调村为37.0hm2。
(3)东寨港海草资源区域平均盖度52.13%;平均密度9 901 株/m2,平均生物量37.46g/m2。
(4)东寨港海草主要受水体环境、底质类型、潮汐作用及人为活动影响。潟湖内底质类型主要是淤泥,且潮汐作用导致潟湖内的泥沙淤积越来越严重,使得光合作用面积较小、植株矮小的卵叶喜盐草、单脉二药草及贝克喜盐草等海草得以生长,海草集中分布在苍头村、博度村、东溪村及旗调村等区域。