红树林-海草床-珊瑚礁连续生境的生态连通性研究

Ecological connectivity is an emerging interdisciplinary concept in conservation ecology and spatial ecology. In coastal and marine research, the connectivity caused by fishes in tropical marine ecosystem is one of the key hotspots. In this project, the mangrove-seagrass-coral reef system in Changpi Harbour in Wenchang City, Hainan Province has been selected as the study site. The common fish species among these three habitats will be detected; the ontogenetic distribution pattern of these fish species in different seasons and habitats will be analyzed. A carnivorous fish Lethrinus nebulosus and an omnivorous fish Siganus canaliculatus will be selected to analyze the source of organic carbon in their ontogenetic processes in different habitats by using the techniques of stable isotope analysis. Meanwhile, the regional oceanic modeling system (ROMS) and nitrogen-phosphorus-phytoplankton-zooplankton-detritus (NPPZD) ecosystem model of the study region will be developed to further discover the characteristics and mechanisms of ecological connectivity in mangrove-seagrass-coral reef system. The results of this project could enrich the study on typical marine ecosystems, and provide important implications for the design of marine protected area networks.

生态连通性是融合保护生态学和空间生态学的新兴研究领域，在海洋领域主要研究海洋典型生态系统连通性的特征和机制。本项目以海南文昌市长圮港红树林-海草床-珊瑚礁等构成的典型热带生态系统为研究区，以三个生态系统中共有种鱼类为研究对象，分析其不同发育阶段在不同生境中的分布特征；在此基础上，选取星斑裸颊鲷代表肉食性鱼类，选取长鳍篮子鱼代表杂食性鱼类，采用稳定同位素技术技术，分析其种群在不同发育阶段不同生境中的有机碳来源，揭示其个体发育在红树林-海草床-珊瑚礁的迁移规律；同时针对研究该海域的水动力、营养物质传输特征和浮游生物分布特点，构建合适的物理-生物地球化学耦合模型，探讨典型海洋生态系统间生态连通性的特征和机制。本研究的成果能够丰富典型海洋生态系统的研究内容，对于海洋保护区网络建设等具有重要的指导意义。

半个世纪以来，以红树林、珊瑚礁、海草床为单独的生态系统，已经出版了许多关于其生态和管理的专著，但从更高的层次认识这些生态系统之间的相互作用的研究则比较少见，限制了海洋生态系统的整体保护和功能恢复。本项目以海南文昌市长圮港红树林-海草床-珊瑚礁连续生境为研究区，首次记录了该海域8种鱼类的体长-体重关系，充实了这些鱼类的生态学研究成果。研究发现23.4%的种类使用两种栖息地，11%种类使用三种栖息地，勒氏笛鲷和褐篮子鱼等物种在红树林-海草床-珊瑚礁连续生境中存在明显的个体发育生境迁移现象。稳定同位素结果表明海草及其附着生物是83.3%鱼类和82.7%底栖生物的主要有机碳源，在研究区食物网的能量流动中起着关键作用。本项目揭示了海草床中存在大量多样化的微生境，并为邻近珊瑚礁等生态系统中的幼体和成体礁栖生物提供重要的索饵场、育幼场和天然庇护所，该发现是对海洋生态连通性机制的重要补充，为国内外海洋典型生态系统的保护提供了重要的科学基础与理论依据。