南海島礁生態(tài)現(xiàn)狀、保護與發(fā)展策略

崔鵬偉　戴好富　朱安紅

關鍵詞：南海島礁；生態(tài)安全；保護；發(fā)展

中圖分類號：D993.5 文獻標識碼：A

南海是我國固有領土，其海域占我國海域面積的2/3 左右。作為我國重要的能源接續(xù)區(qū)、資源基地，南海是我國重要的國家安全屏障、戰(zhàn)略通道。南海海域珊瑚礁面積約為30.0×10 km2[1]，占世界珊瑚面積的5%[2-3]，已定名島礁達310 個[4]，豐富的珊瑚島礁資源更是南海開發(fā)戰(zhàn)略的重要支點[4-5]。南海珊瑚島礁所在的東南亞珊瑚礁區(qū)是世界主要的珊瑚分布區(qū)之一，生物多樣性和生產(chǎn)力水平極高，具有復雜的生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)功能[6-10]，對南海海洋生物多樣性、海洋資源維護具有不可或缺的作用[1， 5]，具有重要的生態(tài)、經(jīng)濟、國家安全等價值。

南海島礁均屬形成年代較近的熱帶海洋珊瑚島[11-13]，基本為遠岸、小型或微型的無人珊瑚島，海島生態(tài)系統(tǒng)具有生物多樣性低、脆弱易破壞且破壞后不易恢復的基本性質(zhì)[12， 14-15]。我國依托原有島礁自然條件，立足于發(fā)揮島礁面向國際公共產(chǎn)品、公共服務功能的實踐，進行了具有廣泛國家實踐屬性的島礁建設活動，成為我國改革開放以來南海權益維護的顯著成就和十八大以來的重大成就，成為南海維權的創(chuàng)新模式[16-17]。島礁建設對于國家總體發(fā)展戰(zhàn)略的實施，促進陸海統(tǒng)籌、陸海經(jīng)濟一體化，以及促進經(jīng)濟、社會、軍事統(tǒng)籌發(fā)展起到了積極作用。目前，南海島礁主要基礎建設已基本完成，島礁建設向改善生活、生產(chǎn)條件，促進島礁自然發(fā)育轉變。因此，在研究島礁自然演替、可持續(xù)發(fā)展機制的基礎上實現(xiàn)島礁保護、促其可持續(xù)發(fā)展逐漸成為島礁建設的根本目的，其核心工程是生態(tài)恢復工程，實施對于保障島礁生物棲息地改善、生物多樣性保護、生態(tài)系統(tǒng)提升等具有基礎性作用[18]。島礁建設以來，開展了大規(guī)模的生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測、修復，實施了全球最大、以人工修復為輔、自然修復為主的珊瑚生態(tài)系統(tǒng)修復，對于保障南海島礁生態(tài)系統(tǒng)乃至南海生態(tài)系統(tǒng)的安全具有積極作用，可為海南自貿(mào)港建設提供空間拓展、改善交通條件[16]。

島礁生態(tài)系統(tǒng)結構和功能具有高度脆弱性[7， 11]，伴隨南海島礁基礎改造、服務功能提升等建設活動，人為干擾和外來栽培植物等因素對島礁原始群落結構、標志性物種可產(chǎn)生持續(xù)影響，致使島礁生境連通性下降、空間異質(zhì)性增強、破碎化程度加深等，生境保護與社會發(fā)展存在挑戰(zhàn)[19]。為實現(xiàn)島礁建設模式下的南海島礁生態(tài)恢復與可持續(xù)發(fā)展，需加強對島礁生態(tài)資源動態(tài)及其保護模式進行探討。

1 南海島礁生態(tài)資源

1.1 南海島礁氣候資源

我國所屬南海海域主要包括斷續(xù)國界線內(nèi)從華南大陸和臺灣島南端向南至曾母暗沙的海域，面積約為205 萬km2[20]，包括東沙群島、西沙群島、中沙群島、南沙群島等。南海島礁所處區(qū)域可按照6～7°N 為分界線，以北為熱帶季風氣候，干濕季分明，受臺風影響。該線以南，全年多雨，無臺風，為赤道熱帶海洋性氣候。自然區(qū)劃進一步可劃分北熱帶、中熱帶、南熱帶，其中19～20°N沿線至12～14°N 沿線之間為中熱帶，包括中沙群島、西沙群島、東沙群島，為典型的熱帶氣候。中熱帶以北為北熱帶，以南為南熱帶[20-21]。南海島礁區(qū)域內(nèi)≥10 ℃年積溫達9230～10 180 ℃[20， 22]。年均降水量在1500 mm以上[20， 22-23]，年雨日在109～214 d 左右，年均濕度在82%～84%之間[17， 21]。太陽輻射強，熱量足，年日照時數(shù)在2300 h（南沙）～2900 h（西沙）之間，太陽能輻射總量為5734 MJ/m（南沙），西沙甚至達6000 MJ/m 以上[24-25]。

1.2 南海島礁土壤資源

南海島礁土壤發(fā)育較晚，多為在熱帶氣候條件下由珊瑚殘體等為基礎發(fā)育而來的富磷高鈣砂性土壤，大致可分為磷積石灰土、濱海鹽土、厚熟擾動土和粗骨土等，其中厚熟擾動土為人為客土改良后形成的土壤[11， 20]。土壤普遍粘性顆粒含量少，表層土壤pH 普遍較高，且隨土層加深堿性增加；土壤鈣、磷豐富，但是氮、有效態(tài)鐵、錳等元素缺乏，土壤養(yǎng)分狀況較差[20， 23， 26]。

1.3 南海島礁水分資源

南海島礁以降水為主要的淡水資源，但受島礁面積及成島條件等因素影響，普遍無地表徑流產(chǎn)生，僅在永興島等存在灰沙島的島礁有透鏡體淡水，如永興島的透鏡體淡水儲量達1.472×10 m，但因受土質(zhì)、鳥糞等影響無法直接飲用[20]。針對西沙、中沙群島海域海水的監(jiān)測表明，海水中銅、鉛、鋅、鎘、鉻、砷整體水平較低，并以鋅、鉛、銅為主，區(qū)域內(nèi)海水整體處于較清潔水平，但銅元素對珊瑚生長可能存在潛在危險[27]。近年來，隨著島礁基礎條件的改善，島礁均實現(xiàn)了海水淡化，淡化海水可滿足日常生活用水和灌溉等需求，配合中水回收利用等能夠滿足對鹽堿度要求不高的蔬菜和其他植物的用水需求。

1.4 南海島礁生物資源

南海島礁生物類群豐富，其生物類群分為珊瑚島礁生物類群、熱帶大洋生物類群、深海性生物類群和熱帶陸架淺海生物類群4 類，涉及1021科6500 種生物。南海諸島海域記錄魚類有558 種，其中珊瑚礁魚類200 多種，還有蝦、蟹、魷魚等代表性生物資源，南沙海域漁業(yè)資源蘊藏量約180萬t，年可捕量為50～60 萬t；中沙、西沙海域中層魚資源量為0.73～1.72 億t[20-21]，南海魚類、蝦蟹類、軟體動物和棘皮動物物種數(shù)分別占中國海域物種的67%、80%、75%、76%[16， 18]，為我國大宗海洋生物資源主要分布區(qū)。

南海島礁植物以熱帶成分為主，大多數(shù)植物由海流或者鳥類傳播至海島，普遍具有海漂、適于鳥類傳播的特性[11]，同時研究發(fā)現(xiàn)，南海地區(qū)擁有豐富的紅樹林、海草等藍碳資源[28]，是藍碳資源最為豐富的地區(qū)[29]。植物群落可劃分為具有熱帶屬性的常綠喬木、常綠灌木草本群落、湖沼植被和人工栽培植被5 大類[11]。根據(jù)2012 年對南沙群島7 個島礁的維管束植物調(diào)查有36 科62 屬79 種[17， 25， 30-31]。根據(jù)2013 年調(diào)查，南海諸島有維管束植物396 種，其中野生植物220 種，栽培植物176 種[31]。而2021 年王清隆等[32]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，南海島礁維管束植物種類達105 科391 屬626 種。人類活動導致南海島礁植物資源種類變化較快，島礁有害生物的種類逐年增多，導致蟲害發(fā)生逐漸嚴重，惡性雜草、紅火蟻等有害生物入侵，甚至出現(xiàn)了國家檢疫性、毀滅性害蟲桑綿粉蚧（Phenacoccus solenopsis）、新菠蘿灰粉蚧（Dysmicoccusneobrevipes）等[11， 32-34]。

1.5 南海島礁農(nóng)業(yè)及其發(fā)展

近年來，隨著島礁基礎設施的完善、提升，出于防風固沙、景觀營造、改善人居及生活條件等需求，綠化植物、蔬菜植物等逐漸被引進到島礁生態(tài)系統(tǒng)。以美濟礁為例，以食用為目的引入栽培植物達56 種，占島礁上279 種維管植物的20.10%，其中以小白菜、辣椒等常規(guī)蔬菜品種及番杏等少數(shù)藥、食兩用植物和椰子、龍眼等水果為主[33]。隨著生產(chǎn)條件的完善，在美濟礁、渚碧礁、永興島等島礁先后出現(xiàn)遮陰網(wǎng)配合防蟲網(wǎng)模式的小面積蔬菜種植，并取得良好的效果。在對西沙智能溫室大棚設施進行改造的基礎上，采用計算機智能控制的智能霧培蔬菜生產(chǎn)模式成功應用在西沙永興島的蔬菜生產(chǎn)上[35]。同時，近期亦有采用無土栽培技術種植的菜心、小白菜、紅莧菜等的熱帶島嶼設施蔬菜生產(chǎn)技術的報道[33， 35]，南沙島礁等亦存在以觀賞或者營造景觀為目的的小規(guī)模蔬菜試種，但受土質(zhì)、高溫高濕高鹽等自然條件的限制，易出現(xiàn)生長不良、品質(zhì)差等現(xiàn)象[17， 33]。

2 南海島礁生態(tài)資源特點

2.1 南海島礁自然條件特殊，生態(tài)發(fā)展資源限制突出

2.1.1 自然條件極端，自然危害頻發(fā)南海島礁所處南海區(qū)域以熱帶季風氣候為主，僅6～7°N 以南地區(qū)為赤道熱帶海洋性氣候，所處環(huán)境具有高溫、高濕、高鹽、高輻射等基本特征[20， 36]。南海島礁溫熱同步在促進植物生長的同時，更對植物生長的耐熱、耐旱等性能提出了更高的要求[11， 37]，同時，南海島礁尤其是處在熱帶季風氣候條件下的東沙群島至中沙群島一帶夏秋兩季（6—11 月）受熱帶風暴影響頻繁，臺風成為對島礁生態(tài)主要的自然災害因子[38-39]。同時，季風季持續(xù)大風導致土壤、植物蒸騰加速，容易加劇旱季干旱，甚至在風力作用下海水鹽分形成鹽霧，導致島礁植物葉片發(fā)黑，直至植株死亡[6]，嚴重影響植物正常生長。

2.1.2 自然資源不足，開發(fā)利用受限島礁形成時間較短，多以珊瑚殘體等為基礎發(fā)展而來，土壤養(yǎng)分條件差，淡水來源主要依賴自然降水，發(fā)展中面臨著島礁空間、淡水、能源、自然資源不足等限制。島礁生態(tài)系統(tǒng)簡單、脆弱，易受人為因素干擾，不同調(diào)查表明島礁土壤、海水、地下水等存在重金屬鎘、汞、砷類重等超標[38， 40]現(xiàn)象，這種異?？赡軄碜杂谌藶橐蛩?，需加強對土壤、海水等環(huán)境的監(jiān)測。

2.2 南海島礁生物資源結構單一，人為因素驅(qū)動明顯

2.2.1 南海島礁生態(tài)系統(tǒng)脆弱，人為因素是生態(tài)退化的主要驅(qū)動南海島礁基本為遠岸、小型或微型的無人珊瑚島，海島生態(tài)系統(tǒng)具有生物多樣性低、脆弱易破壞且破壞后不易恢復的基本性質(zhì)[14， 41-42]。對島礁植被而言，土壤質(zhì)地和水分等外因是影響植被演替的關鍵性因素，高溫、高鹽、高輻射、貧瘠等特殊生境導致植物普遍為陽生C 植物，植物在形態(tài)、結構和生理生態(tài)方面產(chǎn)生改變，形成耐鹽、耐旱、耐高溫、喜鈣、嗜肥等特性[11]。在長期適應過程中植物普遍形成協(xié)調(diào)同碳同化和水分利用效率的特性[11， 43-44]。同時，人為干擾因素是島礁生態(tài)退化的驅(qū)動因子[1， 19， 38， 45]，可直接導致珊瑚多樣性降低，直至死亡[1， 45-46]。陸地生態(tài)系統(tǒng)則表現(xiàn)為飛機草等外來物種的入侵[33]，引種栽培植物逐年增多且占比大[17， 21]，對生態(tài)保護與島礁發(fā)展產(chǎn)生挑戰(zhàn)。

2.2.2 南海島礁植物生物多樣性低，人為因素是結構改變的干擾因素南海島礁水熱條件、土壤異質(zhì)性等自然條件差異較小，導致植物群落相似性強，海島間臨近海岸植物群落相似性更高，屬隱域植被[22]。植物群落以熱帶海岸或者海島植物成分為主，但組成種類明顯少于近海島嶼[47-48]，存在白避霜花（Pisonia grandis）單優(yōu)森林群落或者飛機草（Eupatorium odoratum）等單優(yōu)群落，島礁植物表現(xiàn)出種類多樣性低、植被組成簡單、缺乏原生特有種[48]、島礁間差異明顯且優(yōu)勢種顯著等特征。另外植物新種的增加與人類活動關系密切[32， 48]，在人為干擾和外來栽培植物等因素影響下原始群落結構、標志性物種持續(xù)改變[19]，植物種類隨時間而變化明顯，總的植物種類在增加，但野生（原生）植物在減少，栽培植物、歸化植物增加較快。同時，受地理隔離因素等影響，島礁植物區(qū)系間親緣關系較遠，存在單科、單種、單屬比例較高的特點，植物多以相同的生物和生態(tài)學特性趨同組合，或者人為作用組合[31， 48]。島礁植物多樣性更多與島礁面積、人類活動、距離大陸遠近、海洋及鳥、風及環(huán)境變化等因素相關[11， 48-50]。

2.3 南海島礁有害生物時有發(fā)生，生產(chǎn)活動是誘因之一

隨著對南海島礁建設、開發(fā)，島礁有害生物的發(fā)生、危害逐漸明顯。人類活動增加了島礁有害生物的種類和危害，導致蟲害發(fā)生逐漸嚴重，發(fā)生有害生物、國家檢疫性、毀滅性害蟲等[11， 32-34]，對島礁原生植被、生態(tài)安全造成了嚴重影響，需加強外來植物對島礁生態(tài)影響的評估。

3 島礁生態(tài)資源保護、發(fā)展策略

3.1 島礁生態(tài)系統(tǒng)保護、發(fā)展原則

南海島礁特殊的地理環(huán)境、豐富的自然資源、關鍵的戰(zhàn)略地位使其集經(jīng)濟、社會、國家安全等諸多功能于一體，功能定位決定了其生態(tài)安全與發(fā)展的可持續(xù)性是保障國家安全等功能實現(xiàn)的根本?！傲⒆闵鷳B(tài)安全、服務國家戰(zhàn)略、實現(xiàn)資源有序開發(fā)”是島礁生態(tài)系統(tǒng)保護、發(fā)展的基本原則。

3.2 島礁生態(tài)系統(tǒng)保護、發(fā)展定位

島礁建設及基礎設施改善等活動具有廣泛的國家實踐[18]，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、安全是實現(xiàn)南海島礁國際公共產(chǎn)品、公共服務功能[18]實現(xiàn)的基礎。島礁發(fā)展應以維護島礁生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、促進島礁生態(tài)可持續(xù)發(fā)展為根本出發(fā)點，實現(xiàn)島礁生態(tài)的“整體、協(xié)調(diào)、可持續(xù)”發(fā)展[51]，實現(xiàn)“保護優(yōu)先，自然恢復為主，守住自然生態(tài)安全邊界”，構建“主體功能明顯、優(yōu)勢互補、高質(zhì)量發(fā)展”的島礁發(fā)展體系，保障南海島礁生態(tài)系統(tǒng)，乃至南海生態(tài)系統(tǒng)的安全及國家戰(zhàn)略的實施。

3.3 島礁生態(tài)發(fā)展策略

3.3.1 強化島礁生態(tài)系統(tǒng)研究，完善評價機制島礁生態(tài)系統(tǒng)結構和功能高度脆弱，易受人為因素干擾，人為干擾因素成為島礁生態(tài)格局改變的主要驅(qū)動力之一。加強島礁建設、發(fā)展中相關生態(tài)、海洋、植被、自然災害、工程等科研體系的布局，明確島礁植物群落構成、生態(tài)系統(tǒng)演替機制，探索形成島礁模擬自然仿真方法等島礁建設技術，配套島礁生態(tài)保護修復技術，完善地理信息技術、衛(wèi)星遙感技術等先進信息技術在島礁生態(tài)建設中的關鍵作用。同時，融合自然、經(jīng)濟、社會、生態(tài)、文化、國家安全等可持續(xù)發(fā)展理念，開展島礁生態(tài)建設與修復技術、島礁可持續(xù)發(fā)展評價工作，分析島礁發(fā)展定位、具體措施，實現(xiàn)南海島礁可持續(xù)發(fā)展與科研體系的融合。

完善島礁生態(tài)系統(tǒng)安全評價機制。島礁生態(tài)系統(tǒng)組成簡單，缺乏原生特有物種，自我調(diào)節(jié)功能不完善，人類活動增加了島礁外來生物甚至有害生物的種類，南海島礁不同程度出現(xiàn)了蟲害、危險生物的發(fā)生。需規(guī)范植物引入，科學引入優(yōu)異天敵昆蟲，豐富島礁生物多樣性，提升島礁群落、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，建立完善的外來物種檢疫、消殺、防控等制度與技術體系，減少外來有害生物的引入、危害，保障島礁生態(tài)系統(tǒng)的安全。同時需加強島礁自然條件下高效綠色防控技術的研發(fā)、集成、應用，實現(xiàn)島礁有害生物防控技術的高效、綠色，減輕人類活動對島礁生態(tài)產(chǎn)生的壓力。

3.3.2 發(fā)揮島礁生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)勢，鞏固島礁地位南海島礁是我國固有領土，在摸清島礁自然條件、生物資源等現(xiàn)狀的同時積極發(fā)展以生態(tài)農(nóng)業(yè)理念、技術方法為支撐的島礁農(nóng)業(yè)模式，通過可持續(xù)島礁農(nóng)業(yè)的發(fā)展維護國家主權與領土完整，為中國南海區(qū)域發(fā)展和海洋權益維護奠定良好基礎。

南海島礁高溫、高濕、高輻射、高鹽的自然條件對植物耐熱、耐旱、耐鹽等抗逆特性相關形態(tài)、結構、代謝機制等提供了選擇條件。自然選擇與馴化為島礁植物利用、島礁綠化、生態(tài)修復提供了基本的植物資源，可加強島礁原生植物如海岸桐、海人樹等在島礁生態(tài)系統(tǒng)研究、保護、修復中的作用，逐漸提升島礁的自我修復功能。同時，獨特的海島氣候條件為耐高溫、耐鹽、抗旱、抗病等抗逆種質(zhì)資源的篩選提供了良好的條件，可借助南海島礁獨特的自然條件開展特色熱帶植物資源的篩選、鑒定等工作，豐富熱帶特色農(nóng)業(yè)發(fā)展的資源基礎。

南海島礁獨特的自然條件以及土壤、淡水等資源的缺乏對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施的輕簡、低耗、高效提出了更高的要求，南海島礁可成為現(xiàn)有高效生產(chǎn)、生態(tài)修復技術的試驗地、集成地，帶動高效島礁生產(chǎn)、生態(tài)修復技術的發(fā)展，豐富植物生產(chǎn)、生態(tài)修復技術的研究內(nèi)容，帶動島礁資源的可持續(xù)開發(fā)。

南海島礁區(qū)域?qū)賰?yōu)質(zhì)、高溫、高鹽、無污染海域，生物多樣性和生產(chǎn)力水平極高，具有復雜的生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)功能，海洋、漁業(yè)資源豐富，具備發(fā)展海洋現(xiàn)代牧場的優(yōu)勢，更可將海洋牧場與科學研究、海洋探險、海洋旅游結合。同時南海擁有豐富的紅樹林、海草等藍碳資源，具有開展藍碳資源合作、碳匯漁業(yè)、應對氣候變化研究的基礎與優(yōu)勢。

3.3.3 突出島礁生態(tài)系統(tǒng)保障功能，實現(xiàn)國家安全戰(zhàn)略南海島礁海域資源豐富，生態(tài)優(yōu)勢明顯，地緣戰(zhàn)略保障地位突出，是國家安全戰(zhàn)略實施的熱點地區(qū)之一。作為海南可持續(xù)開發(fā)的重要支點，南海島礁對于保障南海開發(fā)、安全的可持續(xù)性具有關鍵性作用。島礁生態(tài)功能發(fā)展、基礎設施建設、服務功能提升的統(tǒng)一可顯著提升南海島礁服務社會經(jīng)濟發(fā)展與國家安全的地位，應注重島礁生態(tài)系統(tǒng)保護、發(fā)展過程中保障功能的完善，改善島礁生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可持續(xù)性，不斷提升島礁生態(tài)系統(tǒng)的服務功能。

4 島礁生態(tài)發(fā)展展望

南海地區(qū)獨特的地緣戰(zhàn)略地位、豐富的自然資源，使其具有重要的經(jīng)濟、生態(tài)、戰(zhàn)略價值。人類活動的增加顯著增加了對島礁生態(tài)系統(tǒng)的干擾，成為島礁生態(tài)系統(tǒng)演替的主要因素之一。保持島礁生態(tài)系統(tǒng)的安全與可持續(xù)性成為島礁發(fā)展的首要任務。隨著島礁人工修復工程的實施，島礁將逐漸向消除人為干擾，恢復島礁生態(tài)自我修復系統(tǒng)轉變。面對島礁脆弱生態(tài)系統(tǒng)、高溫高鹽等自然條件以及土壤、水資源的限制，需構建多物種、多層次、多功能的生態(tài)系統(tǒng)，而且生態(tài)系統(tǒng)符合低成本、低干擾的基本要求。同時注重原生生態(tài)系統(tǒng)的保護與研究，綜合評價生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性與功能性，科學合理管控外來生物，減少外來有害生物的傳入與成災。

島礁農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作為島礁生態(tài)系統(tǒng)的組成部分，將為島礁發(fā)展提供必要的蔬菜、藥材、水果等基本的農(nóng)產(chǎn)品，對于保障島礁食物供應、改善島礁生活水平、提升島礁安全能力具有積極作用，島礁農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更將開拓農(nóng)業(yè)研究、生產(chǎn)的新領域，對于豐富島礁建設內(nèi)容，保障島礁生態(tài)安全貢獻積極作用。輕簡、高效、低耗的島礁農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術將逐漸得到重視并應用。同時作為島礁生態(tài)系統(tǒng)關鍵組成的珊瑚生態(tài)系統(tǒng)、海洋生態(tài)系統(tǒng)、近海藍碳資源系統(tǒng)等將為南海島礁發(fā)展提供漁業(yè)、碳匯交易、應對氣候變化等做出重要支撐。

為應對南海島礁原生植被結構改變、漁業(yè)資源下降、珊瑚生長受限、海洋侵蝕等生態(tài)問題，構建南海島礁生態(tài)動態(tài)監(jiān)控、綜合評價體系，逐漸引入集生態(tài)、地理、海洋、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等多因素評價模型，實施大尺度、大跨度的監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析成為必要更是對島礁資源進行分類保護、發(fā)展的根本要求，更需結合南海島礁發(fā)展需要加大島礁直接適用法律的制定，加大島礁污染防治、島礁監(jiān)管等工作，促進島礁生態(tài)的可持續(xù)性。