论文部分内容阅读
海藻场作为近岸海洋生态系统的重要组成部分,其生态功能对近岸海洋生态系统的良性循环起到了重要作用。近年来,海藻场生态研究一直受到国际上从事海洋研究学者的关注。海藻场规模调查是相关科学研究的数据基础,当前,其调查方法主要有潜水调查法、声学探测法、遥感影像法等,其中水声学调查方法可以通过量化的方式较为直观地呈现海藻场规模。为提高水声学调查评估海藻场规模的准确性,在室内实验水池控制条件下,通过声学测扫以及水下实测的方式,首次对海藻(铜藻)株高、生长水深及覆盖度三个海藻场规模特征值所涉及的水声学参数进行验证研究,得到最佳的实测声学参数阈值。基于上述验证结果,本研究于2018年6月至7月,采用美国BioSonics MX数字回声探测仪分别对马鞍列岛嵊山、壁下、绿华、三横、花鸟、枸杞六个岛屿进行了水声学绕岛扫航调查,同时结合潜水采样生物学统计,探明了海藻资源种类组成,评估了马鞍列岛六个岛屿周边海域潮下带及部分潮间带海藻场的覆盖度、冠层高度及其资源量。此外,以枸杞岛为例,结合不同年份中藻类生长繁盛的夏季(5~7月)的声学测扫调查结果,通过量化的方式较为直观地将海藻场的规模体现出来,从大的时间尺度上来评估其海藻场的覆盖度以及冠层高度的变化情况。随着海洋牧场建设、海藻场生态保护与修复等工作不断开展,以水声学调查方法进行海藻场资源量的评估研究旨在探究马鞍列岛海域海藻场分布规模,可为分析海藻场特征、计算藻场规模提供理论指导,并为其进行生态修复及重新构建提供数据支撑。研究结果如下:(1)海藻场水声学关键参数验证分析。声学测扫中,关键参数上升沿阈值(Rising Edge Threshold)范围为-40~-50dB,沉水植被探测阈值(Plant Detection Threshold)范围为-70~-75dB时,声学探测深度与实际水深结果差异较小,且呈极显著正相关(r=0.975,p<0.01);测扫株高与实际株高结果差异较小,且呈极显著正相关(r=0.882,p<0.01)。海藻覆盖度随载体行进速度的增加而减小,二者呈幂函数关系(y=23.633x-0.477,R2=0.8179)。载体行进速度为1.5m/s(船速约3节),上升沿阈值、沉水植被探测阈值分别为-40dB、-75dB时,藻体声学探测结果最佳。(2)马鞍列岛海藻场水声学评估研究。马鞍列岛各岛礁海域潜水采样调查共采集到大型底栖海藻43种,包括红藻门30种,褐藻门10种,绿藻门3种。其中近岸、中岸调查断面藻种门类均有分布,主要以红藻门为主,远岸调查断面仅有少量褐藻门。其海藻场覆盖度从高到低依次为:壁下(44.72%)、绿华(43.26%)、花鸟(40.75%)、三横(24.79%)、枸杞(23.60%)、嵊山(21.31%);冠层高度从高到低依次为:绿华(58.63cm)、嵊山(44.85cm)、花鸟(37.22cm)、三横(26.74cm)、壁下(24.06cm)、枸杞(20.59cm)。各岛礁海域海藻场资源量分布估算如下:绿华约840016.10kg,嵊山约387511.01kg,壁下约274982.04kg,花鸟约 270381.93kg,三横约 111757.053kg,枸杞约 47576.48kg。(3)枸杞岛海藻场规模变化水声学评估研究。空间分布结果显示,枸杞岛北部海藻场分布区(主要为黄石洞、后头湾、羊宫礁)大于南部(主要为干斜、里西),历年差异较小;平均覆盖度结果显示,2011年海藻场(54.88%)分布规模最大,2013年(30.26%)和2018年海藻场(23.60%)藻体生长密度相较更高,2017年海藻场(32.46%)分布均匀程度最高,2019年海藻场(20.19%)海藻覆盖度最小;平均冠层高度结果显示,0.36m(2011年)>0.21m(2018年)>0.20m(2013年)>0.15m(2019年)>0.14m(2017年)。其中2011年海藻场藻体长势最佳,2017和2019年海藻场藻种数量相较偏少。枸杞岛历年平均覆盖度整体呈现逐年递减的趋势,而平均冠层高度结果受年际时间变动影响不大。