热带海洋生态系统及其岛礁鱼类资源现状研究 - 海底生态系统研究

' {( j: P! ~7 |" ]4 n! b

热带海洋生态系统

海洋生态系统的服务能力和生态价值既是地球生物体系的主要基础部分，又是经济社会和生态体系可持续发展的一个重要要素。

$ A. ] h+ P/ f

从极地海洋到热带海洋，按气候带可分为热带、温带和寒带等多类海洋生态系统，其中热带海洋生态系统海水温度稳定，营养物质低，是地球上复杂且最具生产力的生态系统之一。

3 C4 o7 H, `6 J! g0 g. i$ O) }7 ]

热带海洋生态系统具有高复杂度的生物多样性，能支持许多脆弱和受保护的物种，包括珊瑚、海草、儒艮和海龟；同时，丰富的海洋生物组成使其拥有超过30%的海洋生物多样性，每年能为近10亿人提供商品和服务，具有不可估量的经济效益和生态价值。

! W( _6 |" m; m0 V# M% b+ x8 |

热带海洋生态系统生物资源丰富，能为沿海人口提供各类广泛用作优质食品、药物、生物制品和其他精深加工品的生物资源。

3 P9 R* W3 G8 S/ e4 H" {, O

鱼类作为其中重要的生物资源，不仅成为世界上大部分人口重要蛋白质的来源，而且它高度复杂的物种多样性能给商业旅游和休闲渔业带来巨大的经济价值。

在热带海洋生态系统功能结构中，鱼类作为食物链的重要组成部分，其幼体或滤食性鱼类常以大洋上层浮游幼虫和珊瑚礁动物群为直接饵料，后者则通过摄食浮游植物作为主要食物的来源，继而间接控制富营养盐海域的浮游植物密度。

! d5 P4 `2 i3 a9 A* Z) Y# K, c" \4 K7 [

- U, a& R- [/ _4 U' C& U6 ]

隆头鱼科鱼类也会通过捕食珊瑚礁上的长棘海星，从而直接控制珊瑚礁动物群的敌害爆发。鱼类正是通过上行和下行效应直接或间接影响着生态系统的稳定，它们的生存对周围的生态系统具有重要的生态意义，最终有助于健康、多样化的海洋生态系统发展。

# s+ _% Y4 K: d7 L" c& W

因此，准确评估并合理开发热带海洋生态系统的鱼类资源是渔业资源的可持续利用的重要前提。

' c W- D+ B6 b

热带岛礁海洋鱼类多样性与资源现状

; R% z1 ~5 c+ o4 K# Q! B! Y- m

在热带海洋生态系统中，岛礁型生境是沿海近岸一种常见的鱼类关键生境，常作为珊瑚礁鱼或深海鱼的育幼场，具有重要的生态和商业价值。

, f& m' x# g7 c+ h

中国南海拥有大面积热带岛礁海区，蕴藏着大量的鱼类资源，是礁栖性鱼类的重点作业渔场。

2 \6 i% O) ]# }$ ~& a+ H4 v3 \3 R0 f

据早期资源评估调查结果，南沙群岛可供岛礁渔业作业的水域面积约1.68万km2，鱼类资源年生产量高达2.1 t/km2，以年生产量一半估算，可捕渔获量不少于5.5万t 。

2 g& k2 O% f0 J/ k% Z7 |2 S

西沙群岛靠近海南大陆，鱼类资源开发潜力较高，根据袁蔚文依初级生产力估算西沙岛礁渔场的潜在渔获量为23～34万t。

同时，岛礁捕获的鱼类经济种类繁多，据《南海诸岛海域鱼类志》记载有521种鱼类，仅南沙群岛中北部就有180种，常见有石斑鱼、裸颊鲷、裸胸鳝、鹦嘴鱼和隆头鱼科等礁栖鱼类。

0 R8 l: G S F2 n- O$ X

西沙群岛有177种，其中不乏为名贵石斑鱼、鹦嘴鱼和大型鲷科等经济鱼类，分布在浪花礁、东岛和北礁等7座珊瑚礁水域。

3 W) T2 f" N" n s" q" ?

然而自20世纪90年代起，由于我国热带岛礁毗邻海域鱼类资源遭受人为过度捕捞和自然灾害的双重压力的影响，加之岛礁鱼类资源开发利用中存在许多问题，严重影响了我国热带近海岛礁鱼类资源的有效利用和持续发展。

3 n: L5 V, Z* S1 L

据调查分析，海南省在以往的40年当中，渔业资源的不合理开发与过度捕捞问题尤为尖锐，沿海14种主要经济鱼类资源出现衰减或消失的程度不一。

究其因，处于海南沿海的渔民，除了伏季休渔期和特殊天气以外，三季皆可捕鱼，捕鱼频率频繁；加之，渔民对合理开发礁栖鱼类资源的认识相对匮乏。

e# m' }& z8 |# ]" Z. U* x

常年采用三重刺网、炸鱼、电鱼以及采撷珊瑚等不合理的捕捞作业方式，渔民选择性捕捞导致个体较大的礁栖鱼类数量不断减少，使得岛礁水域鱼类趋于小型化；人为强烈干扰迁移鱼类密度的变化，使得同一生境下其余海洋生物也受到不同程度的影响。

0 F1 y5 J+ k" _' }/ q( p( A

近年来，随着南海岛礁渔业资源衰退加剧以及该海域“可持续发展”与“合理开发”在《我国的未来》报告中的提出，社会各界渔业资源环境保护意识增强，岛礁鱼类资源养护的重视程度日益提高。

& \$ g+ F- K& K4 n; j" w# Y

海洋牧场作为一种新型的渔业资源修复方式出现，通过科学轮耕牧渔的方式，解决海洋生态保护海洋生物资源可持续利用等问题。

# ^% \* t6 ?( C2 p( `/ W

与之相辅相成的是，增殖放流作为一种推动业资源恢复的有利措施，在岛礁渔业资源修复中常通过增殖放流礁栖性鱼类，以优化水域渔业资源群落结构；同时达到增加渔业资源、维持生态平衡的目的。

然而，随着渔业资源修复工作的深入，增殖效果仍不尽人意；究其因，主要是在增殖放流过程缺乏有效数据支撑；目前，增殖放流普遍存在缺乏多样性组成、资源特征、群落结构等基础数据进行判断与决策的问题。

因此，有效掌握海域鱼类资源基础数据是科学增殖放流的关键举措。

然而，本底资源基础数据在大多数热带岛礁海域尚不清楚；尤其在增殖修复后的岛礁海域，鱼类资源特征季度动态复杂，难以厘清。

+ v7 r l2 x) `

为此，对这类复杂而重要的热带岛礁生境的鱼类资源调查监测需求越来越迫切，对其鱼类多样性组成、资源特征、群落结构变动情况快速、准确的长期监测也极具挑战性。

3 z' W9 z/ o0 k' ~& V

毗邻海域海洋鱼类资源调查方法

热带岛礁海域从沿岸向远处延伸一般以珊瑚礁、岩礁和泥沙或沙砾海区过渡组成。毗邻海域作为热带岛礁的重要组成部分，常介于保护区与可捕捞区之间，由岩礁与泥沙底镶嵌分布而成。

! X, r' }+ l; j/ p( Y

从生态系统功能来看，毗邻海域有着适于各种海藻覆盖的岩礁岛礁生境，因而能有效截留与重悬营养盐物质，而聚集着相对丰富的鱼类资源；但受现实作业困难与传统资源调查手段局限性的限制，对该生境的渔业资源评估的生物量准确度不高且相关研究较为有限。

U5 ?, B( `5 r6 }- P: L

开发经济有效的监测手段对这一区域进行鱼类资源调查评估已成为世界沿海各国保护和开发岛礁鱼类资源所关注的重要研究方向。

常规调查方法

近年来，季度性的渔业资源修复评估工作一直贯穿着国内热带岛礁渔业资源开发与发展，但出于海区底质地理特征多元复杂与环境保护的要求，对岛礁毗邻海域展开的资源修复评估手段十分有限。

h+ }( P" J: _5 _& \6 i4 d' s4 J( j2 q

据记载，岛礁及其毗邻海域传统的鱼类调查方法一般采取包括手钓、延绳钓，地笼、三重刺网等直接捕捞方式获取鱼类样本，或是使用水下摄像、照相以及声学评估等间接方式进行数据采集与分析记录。

9 i Y4 u) J f6 R" \9 t: n; ^

! p* r) s' w$ j5 a! s2 S

这些调查方法虽然能一定程度获得毗邻海域局部水域的鱼类物种多样性数据，但同时具有以下局限性。

（1）实地成本高，且十分耗时费力。常规调查法监测鱼类物种多样性是依靠对个体进行采样和计数，例如，孙典荣等花费近1个月/航次用延绳钓和底层刺网进行了鱼类资源调查，比较了两种调查方法下珊瑚礁鱼类资源组成的情况。

) _" {' w. D+ G' k

（2）物种鉴别困难。鱼类形态鉴定具有挑战性且耗时，调查必须依靠形态学物种鉴定方面的高度专业知识，否则容易造成鉴定错误，例如：对仔稚鱼或幼体不同生长阶段形态特征差异较大的物种难以有效通过形态特征进行辨别；或者水下摄影获得的录像，由于图像清晰度或捕获细节有限，部分鱼种会因为鉴定偏倚只能大致鉴定到科的水平。

- |0 p3 ^" y7 E B1 j

5 w" H, H$ P1 z* N' b8 F

（3）调查渔获受限。受渔具捕捞范围的限制，毗邻海域作业具有空间尺度的选择性，难以对底栖鱼类进行捕获，从而无法完整的对当地的鱼类物种多样性和相对丰度进行准确的评估。

; Q+ q* i( V: v% [" m

（4)资源评估准确度不高。面对稀有、濒危或新型入侵生物，大多都只是“有”或“无”的定性分析，难以对其资源量进行准确评估。

. W' B7 \5 p8 y3 e0 ?- O! c" t Z

以上局限性突出表明，常规调查手段对于快速准确获取岛礁区及其毗邻海域的鱼类群落多样性组成、资源特征以及群落结构相关数据构成挑战。

然而，随着新技术作为资源调查评估行之有效的创新突破口，新技术的开发往往需要常规调查方法提供准确的调查数据作为参照标准，经比较验证才能建立可靠的方法。

0 I I$ [ J9 o

为此，采用合适的传统资源手段获取准确的本底数据是新技术适用将来的重要前提，对于验证和校准岛礁生境下新技术监测生物多样性与生物量的效力十分关键。

8 R, L: `; f* f6 y# n$ A. W/ I

底拖网

在常规的海洋生物调查方法中，底拖网作为可靠的调查方法，不仅能有效采集、鉴定并量化大量的海洋鱼类以及其它海洋生物，还对捕获不同水层及各类体型鱼类的偏倚性较小。

3 H( Y7 N0 H9 O, E, s) a

因此，当岛礁与邻近陆架接壤的毗邻海域宽阔、仅有少量的岩礁与大面积的泥沙底镶嵌分布时，也十分适合利用底拖网进行作业调查。

7 ^' x# k$ q( l0 d

民间与科研调查常用于南海岛礁附近海域作业的是单船底层有翼单囊拖网，俗名底拖网，是由网翼、网身和一个网囊构成，以单船作业并沉底拖曳的网具。

拖网作业时，网口被左、右网板所产生的张力而水平扩张，主捕鲹科、鲐科、带鱼科、蛇鲻科、大眼鲷科、金线鱼科、底杂鱼、虾类、头足类等。

6 B4 L8 x* L) J9 b$ c( V

底拖网虽然是目前鱼类资源调查的主要手段之一，但在捕捞作业时会造成海洋底质的破坏。

* N0 U$ O5 I" z8 z5 h1 t& e

同时，底拖网在鱼类资源调查时，使用的捕捞效率会受限于网具本身的特点（例如，网孔大小、开口面积）和作业情况（例如，拖曳速度、深度和时长），使得调查除了有侵入性和耗时外，在捕捞获取样本时也会因具有一定选择性而影响物种组成与丰富度的评估结果。

* t% T+ Z4 e: j0 L R

例如，由于某些软骨鱼类体型庞大，游泳速度快，分布稀少，难以用底拖网进行全面性的调查。

因此，十分必要寻找新的常规调查评估的方法。近年来，随着二代测序和生物信息学的迅猛发展，环境DNA宏条形码技术为大规模生物多样性的监测开辟了新途径，能以非侵入性方式评估海洋生物多样性。

* g& i- ?2 C8 X8 ^( T

: r( c0 Q4 w) Z