■ 黃暉 張浴陽 劉騁躍

1.中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態(tài)重點實驗室 廣州 510301

2.中國科學院 海南熱帶海洋生物實驗站 三亞 57200

3.廣東省應(yīng)用海洋生物學重點實驗室 廣州 510301

0 引言

現(xiàn)代化的海洋牧場是基于生態(tài)學原理，充分利用自然生產(chǎn)力，運用現(xiàn)代工程技術(shù)和管理模式，通過生境修復(fù)和人工增殖，在適宜海域構(gòu)建的兼具環(huán)境保護、資源養(yǎng)護和漁業(yè)持續(xù)產(chǎn)出功能的生態(tài)系統(tǒng)[1]?，F(xiàn)代化的海洋牧場比人工放流更加注重對生境的修復(fù)與重建；比海水養(yǎng)殖更加注重環(huán)境保護與品質(zhì)提升；比捕撈更加注重對生物資源的養(yǎng)護和補充[2]。因此，現(xiàn)代化的海洋牧場是實現(xiàn)海洋環(huán)境保護和漁業(yè)資源增值的新業(yè)態(tài)，是解決漁業(yè)開發(fā)、海洋生態(tài)保護、海洋生境修復(fù)與海洋生物資源可持續(xù)利用的重要舉措。

1 我國南海熱帶島礁型海洋牧場建設(shè)的迫切性和必要性

我國南海面積（九段線以內(nèi)）約為350 萬平方公里，約占全國海洋面積的2/3，是我國面積最大的海區(qū)。廣闊的南海海域擁有眾多由珊瑚礁構(gòu)成的島嶼，這些島嶼具有豐富的漁業(yè)資源、優(yōu)美的自然風光，為人民帶來巨大的經(jīng)濟價值和社會價值[3-4]。

近年來，由于受到全球氣候變化、人類活動以及敵害生物的影響造成南海珊瑚礁生境嚴重退化，南海離岸的造礁石珊瑚覆蓋率從接近60%下降到不足20%，大量珊瑚礁魚類和無脊椎動物失去棲息地和繁殖地，導(dǎo)致南海漁業(yè)資源受到嚴重影響，漁獲量明顯降低[5-6]。南海熱帶島礁及周邊海域正在朝著生態(tài)系統(tǒng)荒漠化和漁業(yè)資源匱乏的方向退化。同時，由于珊瑚礁生境的退化使其造島、護岸的作用衰退，島礁的礁石與沙灘直接面臨海浪沖擊和臺風侵蝕，對我國的領(lǐng)海面積產(chǎn)生一定影響?，F(xiàn)代化的海洋牧場具有鮮明的生態(tài)環(huán)境修復(fù)和優(yōu)化、生物資源養(yǎng)護和增值的特性[7]。通過熱帶島礁型海洋牧場的建設(shè)既能夠恢復(fù)珊瑚礁受損生境、重建漁業(yè)產(chǎn)業(yè)；還可以促進漁民的轉(zhuǎn)產(chǎn)轉(zhuǎn)業(yè)、提高當?shù)厝嗣衽c政府收入；同時達到漁業(yè)戍邊的效果，彰顯我國在南海的主權(quán)。因此，迫切需要在南海進行熱帶島礁型海洋牧場的建設(shè)。

我國北方海域海洋牧場的建設(shè)發(fā)展已久，在技術(shù)與管理上較為成熟，而因南方海域生態(tài)環(huán)境條件的特殊性，以致熱帶海島的海洋牧場建設(shè)技術(shù)尚處于探索階段。截止到2019年底，農(nóng)業(yè)部先后審核通過5 批共計110 個國家級海洋牧場示范區(qū)，其中位于南海海區(qū)的僅有17 家，且大多集中在用海緊張的廣東和廣西海域，整個海南島只有三亞蜈支洲島海域在2019年成功入選，西沙、中沙以及南沙群島等廣闊的熱帶島礁海域尚無示范區(qū)入選。南海作為“21世紀海上絲綢之路”倡議的重要起點和關(guān)鍵海域，在海洋牧場建設(shè)中具有政策優(yōu)勢、地理位置優(yōu)勢、自然資源優(yōu)勢，因而大力促進南海熱帶島礁型海洋牧場的發(fā)展非常有必要。

2 熱帶島礁型海洋牧場中珊瑚礁生境與資源修復(fù)的技術(shù)方法

珊瑚礁生境是維持海洋生物多樣性的基礎(chǔ)同時也是熱帶島礁型海洋牧場建設(shè)倚重的基石，但由于南海珊瑚礁的嚴重退化，所以在南海島礁海洋牧場建設(shè)中珊瑚礁生境和資源的修復(fù)是基礎(chǔ)和關(guān)鍵。

珊瑚礁生境和資源的修復(fù)是增進退化珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的功能恢復(fù)與生物構(gòu)成種群重建的重要方法。當前珊瑚礁生境和資源的退化主要是構(gòu)成生物—造礁石珊瑚的數(shù)量的下降，珊瑚礁生境和資源修復(fù)也以恢復(fù)造礁石珊瑚種類、數(shù)量以及覆蓋率為主，珊瑚礁三維結(jié)構(gòu)的修復(fù)和輔以珊瑚礁特色生物資源的恢復(fù)等技術(shù)方法。

基于目前珊瑚礁修復(fù)研究與示范工作，珊瑚礁生境與資源修復(fù)的主要技術(shù)方法有造礁石珊瑚的有性繁殖、斷枝培育、底播移植以及其他特色生物資源的底播放流[8]。

2.1 造礁石珊瑚的有性繁殖

造礁石珊瑚的有性繁殖技術(shù)主要是利用珊瑚的繁殖生物學特性，在繁殖期期間通過促進珊瑚生殖配子結(jié)合形成受精卵，提高受精率；隨后對其進行培育至浮浪幼蟲階段，此時通過放入附著基或附著誘導(dǎo)物促使珊瑚浮浪幼蟲在合適的附著基表面附著變態(tài)形成珊瑚幼體，增加附著率；再通過對珊瑚幼體的人工培育，提高幼體存活率，使其生長至合適的大小。通過人工技術(shù)的輔助，降低珊瑚繁殖過程中限制因素的影響，相較于自然狀況下的珊瑚有性繁殖的恢復(fù)過程，能夠大大提高珊瑚受精卵發(fā)育至珊瑚幼體的比例。

我國在此方面的工作剛剛起步，最早利用造礁石珊瑚的有性繁殖促進造礁石珊瑚增殖的研究是中國科學院南海海洋研究所在海南省三亞市的三亞灣和西沙的永興島上進行的珊瑚有性繁殖實驗與珊瑚幼體培育增殖實驗，并在每年的繁殖季持續(xù)對三亞不同種類珊瑚的繁殖活動與幼體發(fā)育過程進行研究，目前已經(jīng)掌握芽枝鹿角珊瑚（Acropora gemmifera）、壯實鹿角珊瑚（Acropora robusta）、中間鹿角珊瑚（Acropora intermedia）、風信子鹿角珊瑚（Acropora hyacinthus）、中華扁腦珊瑚（Platygyra sinensis）、叢生盔形珊瑚（Galaxea fascicularis）、鹿角杯形珊瑚（Pocillopora damicornis）等種類的繁殖規(guī)律和幼體發(fā)育過程。（圖1）

2.2 造礁石珊瑚的斷枝培育

造礁石珊瑚的斷枝培植技術(shù)則是通過造礁石珊瑚的無性增殖特點，利用人工培育條件或野外培育技術(shù)促進造礁石珊瑚斷枝的增長，達到移植所需大小。無性培植技術(shù)經(jīng)由人工控制的適合條件或合適的培育技術(shù)，降低環(huán)境中的脅迫因素影響，進而提高珊瑚的生長速率。人工條件下的無性培植技術(shù)主要在于嚴格控制培育環(huán)境在珊瑚生長的最適水平范圍內(nèi)，這包括光照、溫度、鹽度、海水pH 值與酸堿度、離子濃度等多個方面，甚至還包括生物因素的控制。所以相較于野外的培育技術(shù)，人工控制下的珊瑚培植成本十分昂貴。而野外培植雖然成本較低，但對環(huán)境條件的控制不足，無法去除惡劣環(huán)境條件與生物因素的影響，可能造成培植失敗。

目前我們主要采用的造礁石珊瑚斷枝培育方法主要有：珊瑚樹斷枝培育法，浮床斷枝培育法，纜繩斷枝培育法。在對造礁石珊瑚斷枝培育方法的選擇時需要綜合考慮修復(fù)區(qū)域原生造礁石珊瑚種類、底質(zhì)類型、臺風及海浪發(fā)生頻次以及經(jīng)費預(yù)算等情況。（圖2，圖3，圖4）

圖1 壯實鹿角珊瑚（A.robusta）幼體附著過程

2.3 造礁石珊瑚的底播移植技術(shù)

造礁石珊瑚的底播移植技術(shù)是將野外采集或培育的珊瑚斷枝固定在需修復(fù)珊瑚礁底質(zhì)上，針對不同的珊瑚礁底質(zhì)，采用相應(yīng)的底播移植方法。目的是使珊瑚斷枝穩(wěn)固在底質(zhì)或礁體上，避免被海浪打翻或造成脫落引起死亡率生升高。

目前我們采用的主要造礁石珊瑚底質(zhì)移植技術(shù)有：鉚釘珊瑚移植技術(shù)、生物粘合劑珊瑚移植技術(shù)以及生態(tài)礁珊瑚移植技術(shù)。鉚釘珊瑚移植一般應(yīng)用在珊瑚礁底質(zhì)的區(qū)域，生物粘合劑珊瑚移植技術(shù)一般應(yīng)用在堅硬的巖石底質(zhì)區(qū)域，生態(tài)礁珊瑚移植多應(yīng)用在泥沙等無法直接進行珊瑚固定的底質(zhì)區(qū)域。（圖5）

2.4 珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)其他特色生物資源的人工放流技術(shù)

珊瑚礁生境發(fā)生退化后，珊瑚礁生物種群間的平衡也同時被打破，這也意味著許多生物的生態(tài)功能出現(xiàn)退化或喪失。珊瑚礁自身的恢復(fù)同其內(nèi)部的生態(tài)功能與平衡的建立是同步的，退化狀態(tài)下的珊瑚礁生態(tài)功能得不到完善，其自身也無法得到完全的修復(fù)。為了促進珊瑚礁生境和資源的修復(fù)，就需要人為對其生態(tài)功能性種群進行恢復(fù)。珊瑚礁區(qū)其他特色生物資源的人工放流就是修復(fù)的重要手段。這些功能性生物包括了多種對珊瑚礁修復(fù)有益的種類，如可限制藻類生長的草食性動物，可清除覆蓋在珊瑚礁上沉積物的某些雜食性動物，過濾海水中的懸浮物質(zhì)、清凈水質(zhì)的濾食性動物等。此外，還有針對性地選擇抑制造礁石珊瑚敵害的生物，形成一定規(guī)模的種群，以有效的抑制造礁石珊瑚敵害生物的種群增長，實現(xiàn)生物防治。

圖2 珊瑚樹斷枝培育法

圖3 浮床珊瑚斷枝培育法

圖4 纜繩珊瑚斷枝培育法

2.5 所取得成果

中國科學院南海海洋研究所珊瑚生物學與珊瑚礁生態(tài)學研究團隊在珊瑚礁生境和資源修復(fù)方面已經(jīng)積累了超過20年的研究經(jīng)驗，在熱帶島礁型海洋牧場的建設(shè)中提出了適合南海環(huán)境、著重于海洋生態(tài)功能保護的島礁生態(tài)型型海洋牧場的建設(shè)思想，利用珊瑚礁生境和資源修復(fù)促進生態(tài)保護與漁業(yè)資源、旅游業(yè)資源的品質(zhì)提升。

在海南省三亞市的蜈支洲島、西沙群島七連嶼以及南沙島礁對造礁石珊瑚退化海域進行了生態(tài)修復(fù)，修復(fù)面積超過20萬平方米，珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)得到了顯著的改善，使?jié)O業(yè)資源和旅游資源品質(zhì)提升，為南海熱帶島礁型海洋牧場的建設(shè)奠定了建設(shè)基礎(chǔ)。（圖6，圖7）

3 遇到的問題

在進行熱帶島礁型海洋牧場中珊瑚礁生境和資源修復(fù)時，當前面臨的主要問題為以下幾個：

3.1 科學規(guī)劃不足

圖5 造礁石珊瑚底播移植技術(shù)

圖6 三亞蜈支洲島珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)退化區(qū)域修復(fù)效果

圖7 西沙群島斷枝培育效果

珊瑚礁生境和資源的修復(fù)是一項系統(tǒng)的科學工程，造礁石珊瑚修復(fù)區(qū)域的選擇、修復(fù)造礁石珊瑚種類的選擇、造礁石珊瑚供體來源區(qū)域的選擇、造礁石珊瑚培育地條件的選擇，這些均需要在前期進行大量的歷史資料調(diào)研、詳實的科學調(diào)查基礎(chǔ)上做出科學的規(guī)劃。但現(xiàn)實是部分項目只是為了珊瑚培育或修復(fù)而開展，沒有系統(tǒng)地進行統(tǒng)籌安排與規(guī)劃，也有因為操作人員科技意識淡漠、技術(shù)人員短缺、資金缺乏等原因，沒有在修復(fù)前期進行珊瑚礁狀況調(diào)查或者調(diào)查評估不全面，沒有制定出科學的造礁石珊瑚的修復(fù)可行性方案，導(dǎo)致造珊瑚礁的修復(fù)未達到預(yù)期效果，甚至有可能出現(xiàn)修復(fù)區(qū)域造礁石珊瑚的大面積退化。

3.2 一些核心技術(shù)尚未完全突破

經(jīng)過多年的科學研究和實踐，造礁石珊瑚的修復(fù)技術(shù)體系已初步成型。但尚有一些關(guān)鍵技術(shù)尚未突破或正處于瓶頸期，如珊瑚白化機制研究、熱帶島礁型海洋牧場中珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的承載力評估、高效、綠色修復(fù)材料的研發(fā)、珊瑚礁水下智能監(jiān)測系統(tǒng)等，還需要進行更加深入與系統(tǒng)的研究。

3.3 缺少珊瑚礁生態(tài)修復(fù)后的效果評估

許多珊瑚礁生態(tài)修復(fù)工作由于缺乏經(jīng)費、人力不足等原因，沒有系統(tǒng)開展后續(xù)的效果評估工作，也沒有統(tǒng)一的效果評估標準，難以對珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)效果進行科學量化評價，對熱帶島礁型海洋牧場的后續(xù)建設(shè)未起到有效的支撐作用。

3.4 管護沒有完全到位

珊瑚礁生境和資源修復(fù)的后期管理至關(guān)重要。目前，重建設(shè)、輕管護的現(xiàn)象依然存在。如在有些已修復(fù)區(qū)域地由于缺少日常看護，出現(xiàn)過炸魚、拖網(wǎng)和圍網(wǎng)捕撈以及未經(jīng)許可的野潛，不僅破壞了礁區(qū)生態(tài)環(huán)境，甚至會對剛剛修復(fù)的珊瑚礁環(huán)境造成二次毀壞，嚴重影響了珊瑚礁生態(tài)修復(fù)效果。

3.5 建設(shè)和維護資金不足

資金來源渠道單，投入缺乏連續(xù)性。在海洋牧場的建設(shè)當中，由于各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展存在差異，部分地區(qū)沒有地方財政支持，導(dǎo)致珊瑚礁生境與資源修復(fù)的效果難以充分、持續(xù)發(fā)揮。珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)后的日常管理、定期養(yǎng)護、功能性生物定期的增殖放流、效果評估等工作較多，缺少資金保障，資金的分配不盡合理。

4 舉措和建議

4.1 強化珊瑚礁生態(tài)修復(fù)前期的科學調(diào)查與評估

制定科學合理的熱帶島礁型海洋牧場中珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)規(guī)劃實施方案，通過充分的歷史資料調(diào)研和實地摸排調(diào)查，明確修復(fù)目的、修復(fù)地區(qū)位置、造礁石珊瑚使用種類、珊瑚礁修復(fù)技術(shù)方法、修復(fù)流程和修復(fù)后監(jiān)測與管理，為熱帶島礁型海洋牧場建設(shè)中科學有效恢復(fù)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)提供規(guī)劃保障。

4.2 加大對珊瑚礁生態(tài)修復(fù)技術(shù)研發(fā)投入力度

建設(shè)針對熱帶島礁型海洋牧場珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的高素質(zhì)研發(fā)團隊，促進國際間技術(shù)交流與合作，提升自主創(chuàng)新能力。通過資源整合開展技術(shù)攻關(guān)，突破急需解決的關(guān)鍵核心技術(shù)和難題，為熱帶島礁型海洋牧場珊瑚礁生態(tài)修復(fù)提供技術(shù)支撐。

4.3 加強珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)區(qū)域管護

建立健全修復(fù)區(qū)珊瑚礁管理體制機制，要加快制定相關(guān)法律法規(guī)，提高管護效率，同時應(yīng)加強珊瑚礁生態(tài)保護管理的宣傳教育，通過科普、培訓(xùn)等方式提高漁民和普通公眾的珊瑚礁保護意識。

4.4 加大對珊瑚礁生態(tài)修復(fù)資金投入

應(yīng)多方面拓寬資金籌措渠道，適度引入社會資本及民間資金，理順資金投入、使用、收益分配體制，確保資金有效使用。

4.5 重視珊瑚礁生態(tài)修復(fù)的后續(xù)效果評估

盡快制定發(fā)布珊瑚礁生態(tài)修復(fù)的效果評價標準，建立健全珊瑚礁生態(tài)修復(fù)后的監(jiān)測與效果評估體系，并在經(jīng)費上予以保障，應(yīng)委托專門的技術(shù)支撐單位進行長期的監(jiān)測評估，在綜合評價珊瑚礁生態(tài)修復(fù)效果基礎(chǔ)上為珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的后續(xù)科學管理提供科學依據(jù)。