底质生态位竞争对西沙群岛造礁珊瑚恢复的影响机理

Coral reefs have been degraded severly in the worldwide, the coral abundance of coral reefs of Chinese mainland and Hainan province had lost 80% in the last three decades, and the degradation of coral reefs was worse in Xisha Islands. The bottleneck of degraded coral reefs recovery is coral larvae recovery which is restricted by benthic niche competition. The lack of herbivores on degraded coral reefs results to a reef dominated by macroaglae and turf aglae, therefore coral larvae cannot recover due to absenting enough benthic niches. This project will survey the coral larvae and algae abundance on the reefs in different recovery stages, and will analyze the impacts of benthic niche competition on coral larvae recovery through the simulating experiment. It will be exposed that how the major benthic niche competitors affects coral larvae recovery on degraded reefs, and a model of benthic niche competition versus coral recovery will be established. The proposed research will significantly contribute to our understanding the function and roles of benthic niche competition in coral reef recovery. Not only offering a new idea for restoration of reef-coral juveniles, but also contributing benefits for scientific designation and effective management in coral reef protected areas.

珊瑚礁在全球范围内已出现明显退化，我国大陆以及海南岛周边的珊瑚数量也在近30年内消减了80%以上，西沙群岛的珊瑚数量衰退更为严重。退化珊瑚礁恢复的关键在于造礁石珊瑚幼体数量的恢复，而限制珊瑚幼体恢复的原因之一是底质生态位的竞争。退化珊瑚礁因植食动物数量的衰退造成对藻类的摄食压力减退，大型海藻和草皮海藻因缺乏摄食压力数量占据了珊瑚礁底质上的绝大部分空间，导致珊瑚幼体无法恢复。本项目拟通过调查目前不同恢复状况的西沙珊瑚礁造礁石珊瑚幼体恢复状况与底质藻类分布与构成；借助模拟实验分析底质生态位竞争对西沙造礁石珊瑚的恢复力的影响，揭示主要生态位竞争者是如何影响珊瑚幼体恢复的过程，并建立底质竞争压力影响珊瑚恢复力的模型。此研究不但为西沙珊瑚礁找出珊瑚数量恢复缓慢的原因，同时也为珊瑚礁生态系统的管理与保护提供重要的理论依据。

西沙群岛珊瑚礁生态自2007年发生严重退化后，虽然个别的西沙岛礁的珊瑚数量出现恢复，但多数的西沙岛礁的珊瑚数量至今并无明显恢复。本研究通过对西沙群岛珊瑚礁的造礁石珊瑚幼体恢复状况进行调查，揭示了当前西沙群岛珊瑚幼体密度在3.3-16.7个幼体/m2，仅为正常珊瑚礁幼体补充水平的数十至百分之一，珊瑚幼体不足是影响西沙珊瑚数量恢复的主要原因。并通过比较不同珊瑚礁的珊瑚幼体补充状况和珊瑚礁底质上的竞争生物数量关系，发现在目前西沙的低水平珊瑚幼体补充状况下，竞争生物数量对珊瑚幼体补充并无显著影响。研究不同草皮海藻覆盖率对珊瑚浮浪幼虫的附着与存活影响，发现低覆盖率的草皮海藻反而有利珊瑚幼虫附着，草皮海藻的覆盖率同附着后的幼体存活率间并无显著的负相关。这说明底质竞争的压力在海藻覆盖率并不占优势的情况下并不会严重影响珊瑚的幼体恢复力。对升温和酸化情况下珊瑚幼体的附着与存活变化，以及珊瑚幼体在酸化条件下的生理变化研究，发现酸化比升温对珊瑚幼虫和幼体影响更大，酸化能导致脂类的过氧化损伤，并且酸化波动会导致珊瑚幼体耗费更多的能量以维持钙化。随着未来气候变化加剧，海水酸化可能会进一步影响西沙珊瑚的恢复力，造成珊瑚礁的进一步退化。从研究结果来看，西沙群岛的珊瑚礁恢复需要增加珊瑚母体数量带动珊瑚幼体数量恢复，才能满足珊瑚礁生态修复的需求，全球气候变化在未来可能会对西沙珊瑚的恢复力造成深远影响。