典型海洋生态系统退化

典型海洋生态系统，如珊瑚礁生态系统、红树林生态系统、海草生态系统、以及河口和海湾生态系统，在人类的干扰下均明显退化。

（一）珊瑚礁生态系统退化

珊瑚礁（图2-6）是分布于热带、亚热带的典型海洋生态系统。

全球海洋珊瑚礁有两个发育中心：一个在大西洋，它的中心是在加勒比海；另一个在印度洋-太平洋，它的中心是澳大利亚-东南亚海域，大体分布在赤道两侧南北纬30°之间的海域。迄今，已发现有珊瑚礁分布的国家和地区超过100个，覆盖面积约为284300km2（International Coral Reef Initiative（ICRI），2014）。

图2-6　珊瑚礁

珊瑚礁生态系统有着丰富的生物资源，其海洋生物物种的多样性可与热带雨林相当，也是天然药物资源的宝库，还是旅游、休闲胜地。此外，珊瑚礁可抗击风浪，对陆地和海岸起着保护作用。

然而，人类活动和全球气候变化，已对世界珊瑚礁产生了严重的威胁，珊瑚的覆盖率和生物多样性都发生了急剧的变化。琉球在进行港湾建设时掩埋了大大小小的珊瑚礁，使历经上万年形成的生机勃勃的珊瑚礁海域如今却形同荒漠。在马来西亚，由于棘冠海星（Acanthaster planci）的大量繁殖，导致珊瑚礁大量死亡。但人为的环境破坏和污染，要比棘冠海星的危害更大。丁加奴乐浪岛的珊瑚礁是世界上最大的珊瑚礁之一，但因受损严重，该珊瑚礁生态系统中的海洋生物难以生存（陈兰芝，2000）。

据《2008年世界珊瑚礁现状报告》，全世界范围内的珊瑚礁有54%处于退化状态，其中15%将在今后10～20年消失（特别是东南亚和加勒比海海域），另外20%可能在20～40年消失（《中国海洋发展报告》，2011）。

我国的珊瑚礁主要分布在南沙群岛、西沙群岛、东沙群岛，以及台湾、海南周边。少量不成礁的珊瑚分布在香港、广东、广西的沿岸，以及福建东山岛等地。

通常将珊瑚覆盖率超过50%以上视为珊瑚礁生态系统的健康标准之一。在20世纪80年代之前，西沙永兴岛、海南三亚湾、广东大亚湾的珊瑚覆盖率都在60%以上，但进入90年代后，除了永兴岛的珊瑚覆盖率依然可达较高的水平外，三亚湾、大亚湾的珊瑚覆盖率均急剧下降（图2-7和图2-8）。三亚鹿回头活珊瑚覆盖率在20世纪60年代达到80%左右，到90年代仅维持在40%左右，而到2006年进一步下降至12%左右。

图2-7　三亚鹿回头珊瑚覆盖率变化趋势（引自赵美霞，2010）

图2-8　1993～1994年与2005～2006年三亚珊瑚礁多样性变化（引自赵美霞，2009）

（二）红树林生态系统退化

全世界红树植物种类有24科30属83种（或变种），有两个分布中心。一个是西方中心类群，主要以太平洋的斐济和汤加群岛为界，分布于热带美洲东西沿岸及西印度群岛，北可达佛罗里达半岛，南至巴西，经大西洋至非洲西岸，在中美洲西岸及加勒比海与南美北岸。西方中心共有种类14种。另一个是东方（旧大陆）中心，即以印度尼西亚的苏门答腊和马来半岛西岸为中心，其中可分为三支：一支从孟加拉湾—印度沿岸—斯里兰卡—阿拉伯半岛到非洲东岸，包括马尔加什；另一支是澳大利亚、新西兰沿岸；再一支是印度尼西亚各岛沿岸—菲律宾—中南半岛至中国。西太平洋由于受黑潮的影响，红树植物一直可分布到日本九州。东方中心共有种类72种。（孙鸿烈等，2005）

在我国，红树林（图2-9）自然分布于广东、广西、海南、福建和台湾。而秋茄（Kandelia candel）属于红树植物中的耐寒种类，在我国已逐步驯化北移至浙江省。

图2-9　红树林

由于人为的砍伐、干扰，在20世纪下半叶期间，世界红树林面积锐减，红树林资源迅速减少。据统计，1980年世界红树林面积约1880万公顷，但到2005年减少至1520万公顷，25年间减少了360万公顷（世界粮农组织，2007）。

红树林海岸减灾案例

实例一：1986年7月21日第9号强台风登陆，广西沿海海堤被冲垮80%，经济损失2.98亿元。幸存的海堤都是堤外红树林生长较好的海堤。例如，广西英罗港马鞍岭土筑海堤长1.8km，堤身几十年未修过，但因堤外有茂密的红树林的庇护，在9号强台风中只决口几处，损失少。相反，海堤外无红树林生长的地段，即使是石砌的岸堤也损失惨重。例如，合浦竹林盐场全长6～ 7km的海堤都是石砌海堤，堤底还有台阶，但在9号台风中崩溃缺口21处，其中崩溃缺口最长可达1.3km。

时隔10年，同样是在广西英罗港马鞍岭红树林区，一场有林存无林亡的强台风又为我们上了一堂悲壮的生态效益课。1996年9月9日10时40分，15号强台风卷起巨浪扑向在英罗港红树林内潮沟和林外200m余处裸滩停泊避风的400多艘渔船。停泊在林外裸滩的40余艘渔船中除2艘带锚向东南海区漂移1.5km而幸免于难外，其余的顷刻间在狂风巨浪中离散翻沉，遇难22人；而停泊于林内潮沟的350多艘渔船和船上的人员因有红树林的庇护全部安然无恙。

实例二：1985年第7号强台风袭击广东遂溪县西部海岸，风力11级，阵风12级。该县界炮、北潭两镇沿海的团结、斗佗、全帮、安塘、金围等6条堤围因有无红树林而出现不同的结果。堤外无红树林的团结围被冲垮了128m，红树林带宽不足10m的安塘围被冲垮了37m，其余4个堤围外因有40～ 160m宽红树林带的保护而未出现一处险情。广东廉江高桥镇的红寨海堤修建于1947年，围垦农田400余公顷。50多年来在无数次狂风恶浪的袭击中只出现过一个小缺口，从无险情出现，其根本原因是堤围外生长着大面积发育良好的红树林。

来源：吕彩霞，《中国红树林保护与合理利用规划》，海洋出版社，2002年。

我国南方各省，在20世纪七八十年代大量砍伐红树林，将红树林湿地开发成养殖塘、农田或进行基础设施，使红树林面积大大减少。1956年红树林面积为40000～42000hm2，1986年锐减为21283hm2，到90年代初仅剩下15122hm2。广东沿海，红树林在1956年、1986年和90年代初，其面积分别为21273hm2、3526hm2和3813hm2（李永祺等，2012）。

可喜的是，政府和当地老百姓逐渐认识到红树林在经济、社会、尤其是减灾方面的作用（见插文），自20世纪90年代起，通过建立国家和省级自然保护区（如海南东寨红树林国家级自然保护区、广东湛江红树林国家级自然保护区、广西山口红树林国家级自然保护区等），对红树林生长较集中的区域进行有效保护，并研究和进行红树的人工栽植等生态恢复工作，使我国红树林的面积得以逐年恢复。

（三） 河口和海湾生态系统退化

世界许多沿海国家，在历史上或至今都因人类的开发活动，致使海湾和河口生态系统的结构和功能受到明显的损害，如日本的水俣湾、美国的切萨比克湾和旧金山湾以及墨西哥湾等。旧金山湾，自18世纪中叶以来，随着人口增加和经济发展，在过去150年里，潮滩湿地减少了78%，注入该湾的淡水减少约1/2，水质受到严重污染。在1974～ 2001年间，该湾的苏珊湾，浮游生物量下降了约80%，大型浮游动物新糠虾（Neomysis spp.）几乎绝迹。

我国沿海的河口和海湾，近几十年来由于人为活动的影响，导致浮游植物、浮游动物和底栖生物的群落结构、多样性都发生了很大的变化。

1.长江口生态系统的变化

根据对1959年以来多次调查资料的比较分析，1959年至20世纪80年代，长江口水域浮游植物的种类主要为硅藻，其次是甲藻。但自20世纪90年代以来，浮游植物的群落结构发生了显著变化，突出表现在甲藻的种类和丰度显著增加，而硅藻的种类和丰度明显减小（图2-10和图2-11）。

国家海洋局海洋环境监测中心自三峡水库蓄水后连续5年的监测结果表明，长江口门以内水域浮游植物种类数从20世纪90年代初期的97种降至90年代末期的60余种，21世纪初降至51种，之后基本维持在30种左右。同时，甲藻所占浮游植物群落的比重由5%上升到25%（徐韧等，2008）。

同样，生活在长江口门以内水域的浮游动物种类数也有明显下降，从20世纪80年代的105种下降到90年代的76种，之后又进一步下降至30种左右（徐韧等，2008）。

图2-10　近50年来长江口海域浮游植物总种类数及硅藻、甲藻组成比例

（引自章飞燕，2009；转绘自丁兴平，2013）

图2-11　近50年来长江口海域硅藻、甲藻细胞丰度百分比

（引自章飞燕，2009；转绘自丁兴平，2013）

但长江口邻近海域，进入21世纪以来，由于中小型浮游动物种类和水母类的增加，浮游动物的种类数不仅没有降低，反而上升。

长江口附近海域，大型底栖动物的生物量、生物种数也发生了较大的变化。刘录三等（2008）认为，长江口底栖生物群落的变化大致可分为三个阶段：第一阶段是20世纪90年代以前，底栖生物群落无论是物种数、生物量都维持相对高的水平（稳定期）；第二阶段发生在20世纪90年代初至2005年，底栖生物群落的上述指标均有所降低；第三阶段是2005年后，底栖生物群落得到一定程度恢复（缓慢恢复期）。

表2-3显示自1978年以来，长江口大型底栖动物的变化状况。

表2-3　长江口底栖生物种类组成的变化（引自丁平兴等，2013）

注： *括号内的数字表示种类组成比例（%）；“—”为没有明确数据。

2.胶州湾生态系统的变化

胶州湾浮游植物群落，几十年来其结构发生了明显的变化，表现出网采浮游植物丰度下降、优势种类减少、赤潮发生频率增加等生态特征（表2-4）。

1977年2月～1978年1月，鉴定出胶州湾浮游动物共有116种，分为8门12纲27目64科66属，以后调查的浮游动物种数均少于此数（表2-5）。

最近几十年，胶州湾的大型底栖生物也发生了明显的变化。从1980年到1999年，其种类数呈逐年递减的趋势，合计共减少135种。其中减少最多的是多毛类，共减少77种；软体类次之，共减少55种；甲壳类减少了14种；棘皮类减少了6种。但进入21世纪后，大型底栖动物的种类数又有所回升（吴桑云等，2011年）。

表2-4　不同年代胶州湾浮游植物物种数目及优势种组成的变化（引自孙松等， 2012）

在20世纪80年代之前，胶州湾和青岛潮间带生物种类多种多样，是内地一些高等学校生物学专业教学的实习地点。后来，由于潮间带大都被围填，现已丧失了此功能。

表2-5　胶州湾浮游动物种数长期变化（引自吴桑云等，2011）

（四）海草生态系统退化

海草是唯一淹没在浅海水下的被子植物。海草与陆地植物一样，也有根茎叶的分化，也是通过光合作用获得自身生长所需能量的初级生产者。其花在水下结果，然后发芽（图2-12）。大多数海草外形十分相似，从匍匐的根茎向上生长。海草叶片柔软，长而薄，其间有气道，是单轴生长形式。海草的花着生于叶丛的基部，雄蕊（花药）和雌蕊（花柱和柱头）高出花瓣之上，花粉一般为念珠形且黏结成链状（图2-12）。

图2-12　海草床及海草形态结构（转绘自黄小平，2007）

海草在世界上大部分沿岸海域均有分布，最北在北纬70°30′的挪威Veranger海湾，最南在南纬54°的麦哲伦海峡。海草在世界沿海的分布有三个明显的中心，最大中心位于东南亚岛国地区，其余两个中心分别是日本、朝鲜半岛地区，以及澳大利亚西南部沿岸地区（黄小平，2007）。

海草能从潮间带向下扩展到60m深处，在潮下带长得最旺盛，呈稠密的地毯状分布，多者每平方米可达4000棵。和海洋中的其他初级生产者不同，海草是有根的植物。其他海藻的生产力取决于水中营养物质的浓度，而海草则主要从沉积物或基质中吸收营养物质。

与陆地上的草类有所不同，陆地上的草类被各种食草的动物（如牛、羊、兔等）大量吃食，但直接食用海草的海洋动物并不多，主要是海胆、海龟和少数鱼类。海草有很高的生态价值（见插文）。丰富的海草食物源进入浅海生态系统，主要是通过碎屑的途径（图2-13）。因此，海草床受到破坏，将直接和间接导致以海草为食物来源的生态系统受害。

图2-13　海草进入食物网的途径（引自尼贝肯，1991）

据报道，世界上已发现的海草可以分为5科13个属，一共60种。在我国，海菖蒲（Enhalus acoroides）、海黾草（Thalassia hemprichii）、喜盐草（Halophila ovalis）、海神草（Cymodocea rotundata）、二药藻（Halodule uninervis）和斜叶藻（Syringodium suitability）等是暖水性，分布于广东、海南和广西沿海；虾形藻属（Phyllospadix）和大叶藻（Zostera marina）是温水性，主要分布于辽宁、河北、山东等沿海；日本大叶藻（Zostera japonica）的分布可延伸到福建、台湾、广东和广西等沿海（陈永年，2004）。热带的海草种类数要比温带的多些。与淡水中的水生植物相比，海草的种类要少很多。

海草的生态价值

由海草构成的复杂生境为各种经济鱼类和甲壳类动物提供栖息场所、庇护场所、育仔场所。

海草床提高沿岸海域的生物多样性和生境多样性。

海草床通过降低水中悬浮物和吸收营养物质来改善水质。

海草光合作用释放出的氧气改善水质并供给其他生物群落。

制造有机物质。死亡的海草也是复杂食物链形成的基础，细菌分解海草腐殖质，为沙虫等动物提供食物。

通过营养物质的再生和循环，在全球碳循环中具有重要意义。

海草是浅海水域食物链的重要基础，直接食用海草的动物包括儒艮（Dugong dugon）、海胆、绿海龟（Chelonia mydas）、海马等。

海草生长于沿海海岸淤泥质或砂质沉积物上，可减弱海浪的冲击力，减少沙土流失，起到巩固海岸线的作用。

可用于盖海草房、编制席子、床垫等。

来源：黄小平，黄良民，2007年；略作修改

据资料统计，生长在全球12个国家或地区的海草资源日益恶化，有些地区海草已经绝迹，并危及到其他海洋生物的生存。全世界海草分布面积大约是177000km2，但自20世纪90年代以来，在10年内约有26000km2 的海草区消失，大约减少了15% （Green & Shrot, 2003）。

我国沿海海草床也受到严重损害。比如，山东威海市海岸浅海大叶藻原先十分茂盛，老百姓用大叶藻盖屋顶，冬暖夏凉，成为渔村的特色，但近20年海边很少能采到大叶藻。又如荣成市的天鹅湖，是个小海湾，20世纪70年代前，因湾内大叶藻长得好，有利于海参的生长繁殖，成为“参库”。80年代初，湾口被堵，影响湾内与湾外水交换，致使大叶藻大量死亡，以大叶藻为饵的海参也大量死亡。

在华南沿海，破坏海草资源的主要因素有两个方面：一是人类活动，二是台风引起的风暴潮、巨浪的破坏。损害海草床的人类活动主要有海水养殖、围网捕鱼、毒虾、电虾和炸鱼、采挖贝、耙螺、底网拖渔、人为污染，以及挖港池和疏浚航道等（黄小平，2007）。例如，广西合浦，在养殖范围的海域海草已绝迹，而在合浦的定洲沙、高沙头、英罗港一带10m以浅海域因拖网作业，将海草连根翻起，对海草造成严重破坏。而人工采挖沙虫、螺、蛤也常把海草连根翻起，使海草无法生存。