麒麟菜是一种珍贵的海藻, 生长在有珊瑚礁的海底上, 有“海底庄稼”之称。主要分布在热带, 如菲律宾、印尼和中国的海南等。它含有丰富的角叉菜胶, 多糖, 色素, 海藻氨基酸及多种微量元素, 因此, 是很有价值的食品和药品^[1-4], 工业上也可以用来制造卡拉胶等工业原料^[5-7]。原广东省海南行政区粤府函[1983]63号文批准, 批准在海南省沿海一带文昌、琼海藻区建立麒麟菜自然资源保护区, 保护区总面积约为130 km²。原保护区内麒麟菜资源丰富, 野生群体较多^[8-9]。但是, 随着人类活动在沿海区域不断加强, 麒麟菜资源逐渐衰退, 麒麟菜藻场面积也急剧减少^[10-12]。我国开展的麒麟菜保护研究工作相对较少, 缺少保护麒麟菜及其生境的意识和相应措施。本文通过对琼海麒麟菜保护区海域生态调查, 主要针对温度、盐度、总氮、总磷、COD、底栖生物、细菌含量、珊瑚和麒麟菜的种类和分布情况进行研究, 分析琼海麒麟菜保护区的生态环境现状, 寻找麒麟菜保护区藻场退化的原因。

1 材料与方法 1.1 样品采集

2010年在麒麟菜保护区针对麒麟菜的退化机制已经做了大量定性采样调查, 结果显示麒麟菜保护区内已经很难采到。本文于2011年选取了4个季度的月份(4月、7月、9月和11月)对琼海麒麟菜保护区采样地点进行定量调查, 具体调查站位如图 1所示。琼海麒麟菜保护区站共设4个取样断面, 总计12个站点。其中站点2、站点3、站点6、站点8、站点9、站点12共计6个站点位于潮下带, 余下的6个站点位于潮间带。

1.2 样品分析

检测的水质项目包括:温度、盐度、化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)、底栖生物、细菌含量、珊瑚和麒麟菜的种类和分布, 样品分析按《海洋监测规范》(GB17378.3-1998)方法进行^[13], 海水质量评价采用《海水水质标准》(GB3097-1997)^[14]。

2 结果与分析 2.1 温度

调查显示一年中最低水温测值平均值在春季约为24.89℃, 最高平均水温在夏季达到了29.14℃, 年平均温度为26.76℃。保护区内海水温度的平面分布主要特点是:中部是相对较高, 东部和西部两侧相对较低。

2.2 盐度

调查期间, 一年中最低平均盐度测值在春季为25.53, 最高平均盐度测值在夏季为27.83, 年平均盐度测值为26.48。观测期间的盐度分布的基本格局是近岸区高, 并在站6附近形成一个相对低盐的区域。

2.3 总氮

调查显示琼海麒麟菜保护区年度总氮的测值范围在0.46~0.68 mg/L, 其平均值为0.58 mg/L, 远远超出适合做保护区用的国家一类水质标准(0.2 mg/L)^[14]。其分布的主要特点是在湾内区域受龙湾港的影响形成漩涡, 底质营养盐泛起, 导致该区域总N含量较高, 靠近湾外站点2、站点3海域是由于海水较深, 营养盐沉积, 因此此处总氮含量较高。

2.4 总磷

调查期间, 琼海麒麟菜保护区总磷的测值范围在0.010~0.022 mg/L, 其平均含量为0.015 mg/L, 接近适合做保护区用的国家一类水质标准上限(0.015 mg/L)^[14]。其分布的主要特点是此区域在湾内受龙港影响形成漩涡, 底质营养盐泛起, 导致该区域总磷含量较高, 靠近湾外站点2、站点3海域的总磷含量较高, 是由于该出海水较深, 该处营养盐沉积。

2.5 海水化学需氧量(COD)

调查期间, 一年中COD的测值范围在0.69~ 0.95 mg/L, 其平均值为0.79 mg/L。其分布的主要特点是:湾内COD含量最高, 湾外COD较低, 呈现出从湾内到外海COD值逐渐降低。由于湾内有机物含量高, 营养盐丰富, 浮游动物、底栖生物、微生物生物量高, 所以该海域COD值最高。

2.6 底栖生物

调查显示, 生物样品鉴定出6科9种, 大部分为底内生物, 底栖生物生物量的范围在22.74~41.49 g/m², 其平均生物量为32.72 g/m²。平均生物多样性指数为1.176。其分布特点是底栖生物生物量基本呈现出排污水口附近生物量高, 反之生物量低。整个湾内的底栖生物生物量明显高于湾外海域, 这跟该地区有机质含量丰富有关。

2.7 异氧细菌含量

调查显示, 保护区年度平均异氧细菌含量在374~815个/mL, 其平均含量为506个/mL。其分布的主要特点是:靠近湾内微生物生物量较大, 站点10、站点11附近湾内微生物生物量最高, 生物量变化较大, 湾外微生物量较低。湾内养殖用水大量排入, 有机质含量较高, 促进该水域异养微生物生长。湾外和外海地区海水交换加快, 有机物含量下降, 异养微生物生物量降低。

2.8 珊瑚

调查期间, 各个站点均未发现正常生长的珊瑚分布, 而大量死珊瑚堆积在岸边。珊瑚礁受到严重破坏。由于珊瑚是麒麟菜赖以生长和繁殖的场所, 珊瑚的大量死亡这也是麒麟菜资源退化的原因之一。

2.9 麒麟菜

调查显示, 潮间带没有发现麒麟菜, 潮下带不同的站点在4月和11月分别采集到过一次, 分别是琼枝麒麟菜和长心卡帕藻。年平均麒麟菜出现频率仅为0.04%。

3 讨论

琼海麒麟菜保护区的年平均盐度测值为26.48‰, 小于海水的平均盐度(35‰)。黄园等^[15]研究表明热带海水盐度降低容易导致产胶海藻长心卡帕藻的死亡。海洋植物从海水摄取的微量元素含量较低, 这些元素对海洋植物的生长有制约作用。水体总氮、总氮如果浓度过大也会产生相反的效应, 当水中氮、磷物质超标时, 微生物大量繁殖, 浮游生物生长旺盛, 出现富营养化状态^[16], 极易引发赤潮或贫氧现象, 会直接影响生态环境的质量和生物资源^[17-19]。

琼海麒麟菜保护区内总氮总磷含量较高, 其中总氮含量严重超标达到0.57 mg/L, 这也是与保护区周边鱼虾养殖业的迅猛发展密不可分, 养殖污水是保护区近岸海域的主要污染源之一。一些清塘的养殖污水包括残饵和粪便, 含有大量的无机物和微生物病原菌, 不经过任何处理就排入海中^[20]。Funge等^[21]对虾类养殖的过程研究表明, 养殖中除了10%的氮和7%的磷可以被利用, 其他的都以各种形式进入海洋; 李纯厚^[22]等调查显示2001年广东省大量养殖污水直接进入临近海域, 而其中无机氮、无机磷、COD和悬浮物的含量都较高。调查显示保护区内氮磷比例较高(38.6:1), 超过适合海洋植物生长的也是一般海水的氮磷比(16:1)。残饵粪便的分解作用容易导致水中异氧细菌数量增加、溶解氧含量下降、营养盐增加^{[23, 24]}。这也是琼海麒麟菜保护区内细菌含量较高(506个/mL), COD较高(0.79mg/L)的原因。而营养盐与微生物普遍增高, 富营养化程度较高, 也容易导致杂藻与麒麟菜竞争激烈, 不利于其生长^[25]。麒麟菜通常生活在水质良好、透明度大的海域, 所以鱼虾养殖业的迅猛发展对保护区内麒麟菜的生长构成了严重威胁。因此调查期间麒麟菜的数量和种类都极少, 年平均出现频率仅为0.04%。

麒麟菜自然资源保护区周边渔民的过度开采利用, 如非法开采麒麟菜、非法进入保护区进行捕捞行作业时有发生, 对珊瑚礁的破坏极大。这也是保护区麒麟菜种质资源退化的重要原因。

4 结论

(1) 人为大规模采集珊瑚, 导致珊瑚数量骤减, 麒麟菜缺少了生长和繁殖所必需的场所, 底栖生物也遭到破坏, 多样性降低。生物环境因子不适合麒麟菜的生长。

(2) 保护区周边养殖密度过大, 养殖废水直排, 导致海水中氮磷比过高, 异养细菌含量大。非生物环境因子不适合麒麟菜的生长。

(3) 人类掠夺性捕捞麒麟菜, 直接造成了麒麟菜的种类和数量减少。原来保护区内有四种麒麟菜, 即琼枝麒麟菜、长心卡帕藻、耳突卡帕藻和珍珠麒麟菜, 现在发现两种, 即琼枝麒麟菜和长心卡帕藻。麒麟菜种类和面积的减少, 是藻场退化的直接原因。

因此, 如果要恢复琼海麒麟菜保护区内麒麟菜藻场, 应加大珊瑚和麒麟菜保护力度, 限制捕捞珊瑚和麒麟菜的行为, 减少鱼虾的养殖密度, 减少养殖污水的直接排放^{[26, 27]}, 提高海水质量, 主要海水指标达到一类海水标准, 以适合保护区要求的基本条件。