近日,海南大学生态学院赵洪伟教授团队在《Nature Communications》期刊在线发表题为“Impacts of local anthropogenic stressors outpace those of climate on coral reef collapse in the northern South China Sea”的研究成果,首次系统量化解析了南海北部珊瑚礁退化的驱动机制,提出基于陆海统筹的海洋环境治理与珊瑚礁保护对策。
珊瑚礁生态系统因其生物多样性丰富,被誉为海洋中的“热带雨林”。珊瑚礁仅占全球海洋面积不足0.2%,却是25%海洋生物赖以生存的栖息地。自20世纪50年代以来,全球造礁珊瑚覆盖率已下降约50%,珊瑚礁持续退化可能引发珊瑚礁生态系统结构复杂性下降、生物多样性减少、生态系统服务功能衰退等一系列连锁反应。全球珊瑚礁正面临日益严峻的气候变化引发的珊瑚白化从而导致珊瑚礁退化问题,然而局地人类活动压力亦不容忽视,亟需准确识别关键压力源,以制定有效的保护策略。
南海珊瑚礁保护对于我国南海生态安全和岛礁国土安全具有重要意义。研究团队选择南海北部22个珊瑚礁区共102个调查位点,基于20余年(2000-2020)的一手生态监测数据,首次在区域尺度上量化了南海北部典型区域人类活动与气候变化对珊瑚礁生态系统退化的相对贡献。该研究综合运用海洋环境卫星遥感数据解译、NUFER模型(量化陆域氮磷流动)以及面板回归与结构方程模型分析,量化了造礁活珊瑚覆盖率变化的多重影响因子。研究显示,过去20年间南海北部平均活珊瑚覆盖率下降约40%,局部人为活动压力是珊瑚礁退化的主导因素,解释了73%的活珊瑚覆盖率变异,远超气候影响因素。虽然在所有研究区域内过度捕捞压力大于其他影响因素,但具有明显的区域异质性。海南岛东部农业源(种植与畜禽水产养殖等)氮磷排放导致近海水质退化,引发“珊瑚-大型藻类相变”;海南岛南部快速的城市化发展、旅游开发和海岸工程等导致近海水质退化;西沙群岛大规模长棘海星爆发是导致珊瑚礁退化的重要因素之一。
基于上述发现,研究提出“陆海统筹珊瑚礁保护管理框架(ICRM)”,包括珊瑚礁健康状况评估、压力因子确定、针对性治理策略、治理方案实施和管理维护五个方面。强调在“陆-海”系统中统筹干预,包括:实施可持续渔业管理与鱼类资源恢复;控制农业面源污染与水产养殖排放;开展长棘海星监测与人工清除;推动绿色城镇化与生态友好型海岸工程等。通过多源技术联动破解珊瑚礁保护难题,推动从“被动监测”到“精准治理”的范式转变。情景模拟显示,若能同步实施可持续渔业管理与陆源污染控制,即使在全球海洋变暖的背景下,可使严重退化珊瑚礁的活珊瑚覆盖率有望在现有基础上提升2至4倍。该研究表明珊瑚礁保护需超越“单一归因气候变化”的认知局限,监测的体系化、智能化与因地制宜、分区分类的陆海统筹治理是未来核心路径。研究同时指出,南海自2014年以来热浪频发,珊瑚面临极端高温胁迫愈发严峻,在此背景下,更凸显保护好当地珊瑚礁渔业资源和水质环境的重要性。研究指出,近年来当地政府采取了积极的珊瑚礁保护措施,包括立法保护、实施禁渔期、改善水质环境和人工修复珊瑚礁等,部分区域珊瑚礁退化减缓并有向好趋势,但随着气候变化的影响日趋严峻,在应对气候变化的同时,实施更加严格的措施管理本地人为活动,能为珊瑚礁赢得宝贵的生存与恢复时间。
图1 陆海统筹珊瑚礁保护管理框架(ICRM)
海南大学生态学院赵洪伟教授为论文唯一通讯作者,生态学院博士生许惠丽为论文第一作者,李元超(海南省海洋与渔业科学院)、Liu Tong(新加坡国立大学)为共同第一作者,新加坡国立大学Chou Loke Ming教授、Huang Danwei副教授,德国莱布尼兹热带海洋研究中心Tim Jennerjahn教授,中科院遗传与发育生物学研究所柏兆海研究员,南京大学马林教授,中科院南海海洋所黄晖研究员,海南省海洋与渔业科学院吴钟解研究员、陈石泉研究员、梁计林博士,以及海南大学刁晓平教授、高树基教授、喻朝庆教授、赵淑清教授、李秀保教授、李其沛副教授、康为露副研究员、黄月华副教授、员东丹副教授等参与了相关研究工作。此外,中山大学Tien Ming Lee教授、广西大学余克服教授、中国水产科学研究院徐猛副研究员在论文写作过程中提供了宝贵建议。
本研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金、中德合作项目ECOLOC、海南省重大科技计划项目、海南省院士平台专项,海南大学生态文明协同创新中心项目,中国国家留学基金委创新型人才国际合作培养项目等资助。海南省生态修复学会和海南弗佑生态环境科技有限公司在部分数据收集和Open Access出版费用方面给予了大力支持。
原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-026-70760-1
撰文:许惠丽、赵洪伟
审核:孙仲益、林豪燕