七连屿是西沙群岛东北面的一个珊瑚礁群岛,生物多样性极高,近年来由于受到了人类扰动影响,鱼类资源出现明显衰退.为探究这一衰退演变特征并更好地保护和管理七连屿珊瑚礁鱼类资源,我们于2018-2023年采用潜水捕捞、渔捞日志记录、水下视频拍摄以及环境DNA分析等方法,并结合近年这一海域的研究资料,对其鱼类种类组成的现状进行分析.结果如下:2017年至今,七连屿共发现珊瑚礁鱼类412种,隶属于2纲16目60科168属,其中鲈形目鱼类最多,为320种,科水平隆头鱼科种类最多,有47种.七连屿以小型鱼类为多;食性方面以肉食性鱼类为多.2021-2023年大中型鱼类比例及肉食性鱼类比例较2017-2020年出现下降,同时小型鱼类和植食性鱼类比例却出现显著上升.两时间段肉食性鱼类相似性较低,为不相似;植食性鱼类相似性较高,为中等相似;小型鱼类相似性较低,为不相似,大型鱼类也为不相似.优势种中大型鱼类和小型鱼类的种类数显著低于稀有鱼类,肉食性鱼类的种类数也显著低于稀有鱼类,而植食性鱼类的种类数则显著高于稀有鱼类.两时间段的鱼类平均分类差异指数(Delta+)和变异分类差异指数(Lambda+)呈下降趋势.以上表明七连屿珊瑚礁鱼类受到了过度捕捞和生境退化的双重影响,鱼类物种发生了显著的更替.研究为今后预测七连屿珊瑚礁鱼类物种演替趋势提供了基础数据,为西沙珊瑚礁生态系统保护和修复提供了参考.

西沙群岛珊瑚礁鱼类资源极其丰富,由于栖息地退化和过度捕捞影响,鱼类资源衰退显著.近年来西沙珊瑚礁鱼类研究呈指数增加,成为海洋鱼类新的研究热点区域.截止目前,西沙共发现777种珊瑚礁鱼类,隶属于2纲26目101科308属;有50种鱼类被列入IUCN红色名录,其中有74％是软骨鱼类,大型鱼类占比高达92％,建议应优先保护西沙大型鱼类,特别是软骨鱼类.不同岛礁鱼类群落差异明显,可分为永乐群岛和宣德群岛两个鱼类群落;不同水深区域鱼类也差异显著,可区分为5 m以浅的浅水型鱼类群落、5～10 m的中等水深型鱼类群落和10 m以上的深水型鱼类群落,浅水和中等水深型鱼类群落以小型鱼类为主,深水型鱼类群落以中大型鱼类为主.西沙群岛鱼类资源量丰富,评估超过20000 t,可捕资源量超过10000 t.从时间尺度上看,西沙珊瑚礁鱼类密度呈波浪式显著下降,从2005年最高的310 ind·100 m-2下降到2021年的146.7 ind·100 m-2;鱼类更替明显,从以肉食性为主演替到以植食性为主;礁栖性鱼类消亡,鱼类小型化,性成熟个体变小,性比发生了显著变化等.基于以上结果,提出了西沙珊瑚礁鱼类保护和管理办法,以期实现西沙渔业资源的可持续发展.

为评估三亚珊瑚礁国家级自然保护区珊瑚礁生态系统的健康状况,本文选取东岛、鹿回头、大东海3个站位调查了珊瑚礁群落、珊瑚礁鱼类和大型底栖动物.通过对比分析历史资料、珊瑚礁现场生态调查与监测及组织专家评审,筛选出一、二级指标并设置权重,使用综合指数计算了三亚珊瑚礁保护区珊瑚礁生态系统健康指数.结果显示,三亚珊瑚礁保护区内共有造礁珊瑚10科21属37种,软珊瑚3种,造礁珊瑚覆盖率和软珊瑚覆盖率分别为14.31％和0.19％,其中鹿回头造礁珊瑚覆盖率最高,为21.58％.珊瑚礁鱼类共14科28属36种,其中,雀鲷科的种类数最多,为11种.鹿回头4 m断面珊瑚礁鱼类密度最大,为154尾/300 m2.砗磲和龙虾极少发现,珊瑚天敌核果螺多见.东岛、鹿回头、大东海珊瑚礁生态系统健康状况均处于“一般”.本文所采用的方法是结合常规珊瑚礁监测可获得的指标进行评价,简便易操作,通过在三亚珊瑚礁保护区的实践,能够很好地反映珊瑚礁生态系统现状及其健康状况,科研和业务化监测部门均可应用.

鱼类体色发育在生物进化、生理生态等方面具有重要的意义,豹纹鳃棘鲈是一种体色变异丰富的珊瑚礁鱼类,在不同环境中呈现出显著差异的体色.本文选取了豹纹鳃棘鲈体色差异个体,并对不同部位的皮肤颜色、色素分布和相关色素酶含量进行了检测和分析.结果 显示,鱼体表皮分布着大量黑色素细胞和红色素细胞.黑色个体的黑色素细胞密度较大、黑色素含量较高,黑色素酶含量较低;而红色个体的红色素细胞密度更大、胡萝卜素与类胡萝卜素含量更高,黑色素酶的含量也更高.实验结果表明,豹纹鳃棘鲈的体色差异与黑色素颗粒的聚集、分散程度以及黑色素代谢酶的含量相关,体色鲜艳程度与红色素细胞数量以及胡萝卜素和类胡萝卜素含量相关.本文解释了红黑豹纹鳃棘鲈体色在色素和酶含量方面的差异,为进一步研究其体色变异机制提供了理论依据.

2018年5月和9月在南海西沙群岛琛航岛瀉湖区采集礁栖鱼类犬牙锥齿鲷(Pentapodus caninus)样本,对其体长和体质量、性比和性成熟度、摄食强度、肥满度、年龄与生长等生物学特征进行了研究.结果 表明:5月和9月犬牙锥齿鲷的优势体长组分别为131 ～180 mm和131～ 150mm,两个月份的群体体长和体质量均值在雌雄间差异极显著;性腺成熟度均以Ⅱ期为主,各月份雌性性腺成熟比例均高于雄性,初次性成熟体长126.4 mm;摄食等级以1级为主,5月17:30-23:00时段平均摄食强度最高,9月5:00-12:00、12:00-17:30、17:30-23:00三个时段摄食强度无显著差异;两个月份肥满度随体长增加均无显著变化;两个月份其体长和体质量关系异速生长因子b值分别为3.0856和3.0121;28个耳石样本中,年龄为0.51～1.12龄,优势年龄组为0.60～ 0.80龄,占比39.29％;应用von Bertalanffy生长方程拟合犬牙锥齿鲷体长与年龄关系,生长参数分别为:L∞=263.77 mm、k=0.71、to=-0.52.

鱼类和大型底栖生物等礁栖生物是珊瑚礁生态系统的重要组成部分,其群落信息是全面评价珊瑚礁生态系统健康状况的必要基础数据.基于录像样带法,分析了2018年12月底海南省三亚市亚龙湾珊瑚礁区17个站位礁栖鱼类和大型底栖生物的群落结构、数量分布及相似性,揭示了其中的生态警示,并提出相应的监管建议,旨在保护和恢复亚龙湾的珊瑚礁.结果表明:亚龙湾西岸及东排、西排共发现鱼类8科21属35种,以雀鲷科、隆头鱼科为主,平均密度为0.20尾?n-2,金尾雀鲷、斑棘眶锯雀鲷和细鳞光鳃鱼为优势种;最近15年来,亚龙湾的鱼类资源持续衰退,目前已近于枯竭.另一方面,调查区的大型底栖生物以软珊瑚、大型底栖藻类、海百合和海胆为主,各类群的数量分布有所不同;造礁珊瑚的敌害生物小核果螺和长棘海星密度皆很低,目前尚不会对珊瑚礁构成威胁;整体而言,大型礁栖生物群落在亚龙湾西岸与东排、西排有较大的差异,间接反映出岛礁与岸礁环境存在差别,不过亚龙湾西岸湾口段的环境条件可能更接近岛礁;由于部分海区大型底栖藻类较多及可能存在的富营养化趋势,维持金尾雀鲷或其他植食性鱼类与藻类规模两者间的平衡,对恢复和保持亚龙湾珊瑚礁生态系统的健康尤为重要;同时,管控来自青梅河等的陆源污染,也是控制亚龙湾大型海藻增殖的关键;相比于海参,海百合对大型底栖藻类的依赖程度较低.调查区造礁珊瑚覆盖率与礁栖生物数量之间没有显著相关,可能与亚龙湾珊瑚礁退化严重及现存的种类以团块状造礁珊瑚为主,其构建的珊瑚礁生境空间异质性相对较低有关.为更好地保护亚龙湾的珊瑚礁,建议关注亚龙湾的水质,加强对捕鱼、潜水观光等旅游活动的监督管理,特别是应该立即实施长时间的渔业禁捕来恢复亚龙湾的渔业资源,并定期监控关键种群的数量变动.

珊瑚礁是生物多样性最高的海洋生态系统之一.近几十年来,全球珊瑚礁持续退化,引起广泛关注.珊瑚礁鱼类是珊瑚礁重要的生态类群,具有巨大的经济和生态价值.由于气候变化和人类活动的共同干扰,珊瑚礁鱼类多样性、营养级、生产力等大幅下降.如何保护珊瑚礁鱼类资源,促进其生态和经济功能的稳定性和可持续性成为关注的焦点.本文总结了导致珊瑚礁鱼类多样性丧失的自然和人为压力,提出实现珊瑚礁鱼类科学养护和管理的途径:过度捕捞和破坏性捕捞是当前珊瑚礁鱼类面临的最大威胁,海洋酸化和全球变暖则一定程度上决定着珊瑚礁鱼类的未来;降低和严格控制珊瑚礁鱼类资源的捕捞强度、加强珊瑚礁食草鱼类的保护、完善珊瑚礁动态监测、扩大珊瑚礁生态修复范围以及建立珊瑚礁保护区等是恢复珊瑚礁鱼类多样性的重要举措.

三亚蜈支洲岛海洋牧场在针对珊瑚礁修复工作、热带海洋牧场建设等方面取得了不错的效果,但海洋牧场区域的营养结构仍需要长期的监测评估.于2020年7月海洋生物调查共采集52种主要消费者,以碳(δ13C)、氮(δ15N)稳定同位素技术为基础,首次构建三亚蜈支洲岛海洋牧场区域食物网并进行研究.结果表明:(1)主要消费者的δ13C值范围在-19.10‰—-12.74‰之间,平均值为(-16.99±1.52)‰;δ15N值范围为6.43‰-14.03‰,平均值(11.24±1.70)‰.单因素方差分析结果显示,不同类群之间碳氮稳定同位素均有显著性差异(P＜0.01).(2)大型海藻和底栖微藻对主要消费者的贡献率最大为41.50％,沉积有机物(SOM)和浮游植物也是消费者的重要碳源(贡献率分别为20.05％、19.97％),悬浮颗粒有机物(POM)对消费者的碳源贡献率最低,为18.48％.(3)三亚蜈支洲岛牧场区域主要消费者的营养级范围为1.53-3.76,主要消费者营养层次分布两端少,中间多.通过系统聚类分析发现,三亚蜈支洲岛牧场区域生态系统可以分为4种营养类群:第一类群主要由混合食性的底栖性鱼类以及头足类组成;第二类群主要是以底栖微藻为主,SOM为辅的虾蟹类构成;第三类群的食源以大型海藻为主,主要为肉食性鱼类;第四类群为SOM、底栖藻类食性的初级消费者(棘皮类和腹足类).(4)应用SIBER模型分析三亚蜈支洲岛牧场区域生态系统的营养结构指标,与邻近海域的研究结果比较发现,牧场区域生态系统的摄食来源多样性水平(CR)、营养级长度(NR)、生态位总空间(TA)和平均营养级多样性程度(CD)相对较高;且研究海域食物网的营养冗余程度(MNND、SDNND)偏高.研究构建了三亚蜈支洲岛海洋牧场生态系统食物网,为了解该生态系统营养结构提供了基础资料和参考数据.

棘冠海星的反复暴发是导致印度-太平洋区域珊瑚礁生态系统退化的最主要原因之一.然而,我国对棘冠海星的研究非常有限.本文综述了国内外关于棘冠海星及其暴发的生态影响和应对策略的研究进展,得出以下主要结论:1)雌性棘冠海星个体每年产卵数量高达50万-2亿个,环境因素变化只要导致幼虫和幼体存活率的轻微提高,成体就将得到大量补充;2)棘冠海星暴发的阈值为1000-1500个/km2,暴发周期为10-27 a,每次暴发持续1-10 a,最终可能以"种群集体感染疾病而崩溃"结束;3)棘冠海星暴发对印度洋及太平洋东部和北部珊瑚礁的破坏性非常小,却直接导致太平洋的西部和南部珊瑚礁90％以上的珊瑚死亡,并通过改变珊瑚群落组成、减少珊瑚和鱼类多样性而对珊瑚礁产生间接影响;4)关于棘冠海星暴发原因的假说中"陆地营养物质输入假说"和"捕食者过度捕捞假说"得到了最普遍的认可,但都不能解释所有的暴发事件;5)应对棘冠海星暴发的主要策略有改善水质、设立保护区、投放天敌和人工清理等,其中人工清理是最直接有效的策略,但迄今并没有发现可长期抑制棘冠海星暴发的方法.因此,急需加强对棘冠海星的深入研究,探查其暴发的根本原因和对策.

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.