全球变化背景下造礁石珊瑚群落演变及对维持岛礁稳定的作用

Coral Reefs which provide a variety of valuable goods and economic services are the most typical ecosystems on the tropical oceans. Coral reef islands are the most important bio-geomorphological structure with remarkable social and strategic significance. The most serious threat from global change would bring about ecological collapse and island erosion. The health of ecosystems and stability of islands are becoming two research hotspots recently, but the lack in the implications of ecosystem change for the stability and maintenance of reef islands. This project will be focus on the biological geomorphological process involved the calcium carbonate deposits by Scleractinian corals and do some research on the coral community change and carbonate production by scleractinian corals in the Xisha Islands. The evlolution of coral community will be analysized on the basis of the data from field work, age structure of massive Porites and community dynamic model. The coral calcification and community carbonate production will be used for analysis of the importance of coral communities to the maintenance of coral reef islands. This project is not only scientific important to study the coral reef ecological evolution and stablity of Xisha islands under global change, but also provide technology support for the development of coral reef resources, maintenance of maritime rights and construction of sea power in the South China Sea.

珊瑚礁是热带海洋特色生态系统，具有重要的经济和生态价值，岛礁为礁区最重要的生物地貌结构，其社会和战略地位显著。全球变化不断加剧的背景下，珊瑚岛礁系统面临严重威胁。珊瑚礁生态健康和岛礁稳定安全是当前国际研究的两大热点，珊瑚礁生态演变对岛礁稳定性的影响研究则相对缺乏。本项目以造礁石珊瑚生物钙化产生碳酸盐沉积参与岛礁生物地貌过程为切入点，选择西沙群岛典型岛礁开展造礁石珊瑚群落演变及碳酸盐生产力研究，分析群落现状、历史动态及发展趋势探究造礁石珊瑚群落演变规律及环境调控机制；计算造礁石珊瑚种类钙化率和群落碳酸盐生产力并分析全球变化背景下岛礁的稳定性，阐明造礁石珊瑚群落演变对维持岛礁稳定的重要作用。该研究不仅对研究全球变化背景下南海岛礁的生态演化与动态稳定具有科学意义，而且为开发南海岛礁资源、维护海洋权益、建设海洋强国提供科技支撑。

全球变化背景下，珊瑚岛礁系统面临严重威胁。珊瑚礁生态健康和岛礁稳定安全是当前国际研究的两大热点，但珊瑚礁生态演变对岛礁稳定性的影响研究相对缺乏。本项目是以造礁石珊瑚群落为切入点，将珊瑚礁生态演变与岛礁稳定联系起来，讨论整个珊瑚岛礁系统的可持续发展。研究表明珊瑚礁生态健康状况是影响海南岛北部海岸稳定性的重要因素，健康的珊瑚礁其造礁石珊瑚群落具有高物种多样性和高活珊瑚覆盖率，群落结构复杂且具有较好的防浪护岸功能，能促进周边海岸线保持稳定，而退化的珊瑚礁其造礁石珊瑚群落表现出较低的物种多样性和活珊瑚覆盖率，群落结构简单且生态功能减弱，导致周边岸线出现海岸侵蚀。同时，本项目基于珊瑚骨骼微细结构特征建立了适用于化石珊瑚的种属鉴定指标与方法，并依据此方法，鉴定出南沙群岛美济礁南科1井全新世层段造礁石珊瑚11属，鹿角珊瑚为最为优势且完成种级鉴定16种，并结合精细的沉积年代框架，发现全新世造礁石珊瑚群落的演变过程与礁体垂向堆积“快-慢-快”发育过程存在强对应关系，揭示出造礁石珊瑚群落演变对礁体发育进程的生物调控作用。.本项目立足南海珊瑚礁，围绕“珊瑚礁生态安全与岛礁稳定”开展珊瑚礁生态现状、演变动态及其岛礁稳定性影响研究。研究不仅完成了预定研究目标，揭示造礁石珊瑚群落的生态演变特征及其维持岛礁稳定性的重要作用，为南海珊瑚礁保护与管理提供重要的科学参考，而且在造礁石珊瑚群落演变调控珊瑚礁体发育进程方面取得全新认识，为深入开展造礁石珊瑚群落的地质-生态功能研究提供了前期研究基础。本项目已完成相关研究论文8篇，其中SCI论文7篇（含中科院二区期刊论文5篇，TOP期刊论文4篇）；依托本项目培养学生8名，其中研究生3名，大学生5名。