基于MAXENT模型評(píng)估北部灣潮間帶中國鱟和圓尾鱟稚鱟的潛在地理分布及種群保育對(duì)策

顏明艷,李瓊珍,宋 潔,王振華,王有基,,,胡夢(mèng)紅,*

1 水產(chǎn)科學(xué)國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(上海海洋大學(xué)), 上海 201306 2 海洋生物科學(xué)國際聯(lián)合研究中心(上海海洋大學(xué)),中國科學(xué)技術(shù)部,上海 201306 3 上海水產(chǎn)養(yǎng)殖工程技術(shù)研究中心(上海海洋大學(xué)),上海 201306 4 廣西壯族自治區(qū)水產(chǎn)科學(xué)研究院,南寧 530021 5 天津市一瑞生物工程有限公司,天津 300457 6 上海海洋大學(xué)信息學(xué)院,上海 201306 7 水產(chǎn)種質(zhì)資源發(fā)掘與利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(上海洋大學(xué)), 上海 201306

鱟(Horseshoe crab),又稱“馬蹄蟹”,隸屬于節(jié)肢動(dòng)物門(Arthropoda)、肢口綱(Merostomata)、劍尾目(Xiphosura),是地球上最古老的生物之一,有“活化石”之稱。鱟是肢口綱僅存的物種,目前全世界僅存3屬4種,分別為圓尾鱟(Carcinoscorpiusrotundicauda)、中國鱟(Tachypleustridentatus)、南方鱟(Tachypleusgigas)和美洲鱟(Limuluspolyphemus)。中國鱟和圓尾鱟為我國僅有的兩種鱟。

鱟在醫(yī)學(xué)[1](鱟試劑)、藥物學(xué)[2](鱟素)和仿生學(xué)[3]等領(lǐng)域均具有很高的科研和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。生物資源的開發(fā)利用必然建立在較大生物資源量的基礎(chǔ)上,然而,近年來由于過度捕撈和棲息地受損等原因[4],我國鱟種群數(shù)量正急劇下降。鱟生命周期很長,從卵細(xì)胞受精至性成熟需要超過十年的時(shí)間[5],漫長的生長周期使得鱟資源的恢復(fù)十分困難,開展鱟的人工繁育、野外放流、棲息地保護(hù)等工作刻不容緩。人工增殖放流是一條恢復(fù)鱟種群有效可行的措施。但對(duì)于中國鱟和圓尾鱟生境選擇偏好和生態(tài)位分化領(lǐng)域的研究卻幾近空白。北部灣作為我國為數(shù)不多的鱟適宜棲息地,因其特殊的環(huán)境和地理?xiàng)l件,存在中國鱟和圓尾鱟幼鱟同地共棲的現(xiàn)象[6-7]?；诖?構(gòu)建兩種稚鱟在大尺度潮間帶環(huán)境空間分布和大跨度范圍內(nèi)的棲息地適應(yīng)性模型對(duì)于鱟增殖放流和鱟資源的恢復(fù)具有重要參考價(jià)值。

圖1 數(shù)字化北部灣(中國部分)鑲嵌圖Fig.1 The digital mosaic picture of Beibu Gulf (Chinese part)

棲息地亦稱生境,指生物的生存環(huán)境,即生物個(gè)體、種群或群落能在其中進(jìn)行全部生命過程的生存空間中的生態(tài)環(huán)境因子總和[8]。評(píng)價(jià)與分析生物對(duì)某種或者某些環(huán)境因子的變化的適應(yīng)范圍即生境適宜性評(píng)價(jià)。生態(tài)位模型是一種通過物種在野生環(huán)境出現(xiàn)的相關(guān)分布區(qū)域、環(huán)境指示物種的豐富度等信息對(duì)物種分布情況進(jìn)行預(yù)測(cè)的科學(xué)方法,可為物種的棲息地選擇、地理分布區(qū)預(yù)測(cè)等提供重要的量化分析工具[9]。生態(tài)位模型(MAXENT、GARP、ENFA和BIOCLIM等)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于物種的潛在地理分布預(yù)測(cè)。本研究聚焦于中國鱟和圓尾鱟生境選擇特征,確定環(huán)境變量(如微生境環(huán)境因子、潮間帶地形等),利用ENVI(The Environment for Visualizing Images)遙感影像處理軟件,對(duì)廣西北部灣鱟分布區(qū)域潮間帶的Landsant主題成像儀(TM)影像進(jìn)行分析,結(jié)合中國數(shù)字氣象數(shù)據(jù)、地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)提供的相關(guān)數(shù)據(jù)和數(shù)字高程模型(Digital Elevation Models, DEM),以ArcGIS為平臺(tái),開展兩種稚鱟的生態(tài)位建模及分析研究?；趯?shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)和公開發(fā)表的北部灣中國海域環(huán)境數(shù)據(jù)和中國鱟和圓尾鱟地理分布數(shù)據(jù),用MAXENT模型得到中國鱟和圓尾鱟在廣西北部灣(中國部分)的棲息地適宜度指數(shù)(Habitat suitability index, HSI),從宏觀角度上確定兩者在北部灣(中國部分)潮間帶的適宜生存環(huán)境,旨在為中國鱟和圓尾鱟棲息地的保護(hù)和鱟種群資源恢復(fù)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究地點(diǎn)概況

北部灣(The Beibu Gulf),位于中國南海的西北部,是一個(gè)半封閉的海灣。東臨中國的海南島和雷州半島,西臨越南,北臨廣西壯族自治區(qū),與瓊州海峽和中國南海相連,為中國海南島和中越兩國陸地所環(huán)抱。研究區(qū)域?yàn)楸辈繛持袊睾^(qū)域。以2013年發(fā)射的分辨率為30 m的landsat 8衛(wèi)星遙感影像圖為基礎(chǔ),篩選云覆蓋度小同時(shí)圖像數(shù)據(jù)沒有損失的遙感圖像繪制了北部灣(中國部分)的鑲嵌圖(圖1),具體展示研究區(qū)域。

本研究實(shí)地調(diào)研區(qū)域選擇了北部灣(中國部分)潮間帶有海鱟出現(xiàn)的三個(gè)典型潮間帶 (各潮間帶海岸線長度不少于1000 m),分別為西場(chǎng)(XC)、金海灣(JHW)和西背嶺(XBL)。三個(gè)潮間帶均位于廣西省北海(108°50′45″E—109°47′28″E,21°29′N—21°55′34″N)。圖2為研究區(qū)域。

圖2 研究區(qū)域和實(shí)地調(diào)研站點(diǎn)位置圖Fig.2 The location of research areas and field research sitesa和b代表實(shí)地調(diào)研區(qū)域

1.2 模型介紹及運(yùn)行

生態(tài)位模型(GARP、MAXENT、ENFA和BIOCLIM等)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于物種的潛在地理分布預(yù)測(cè),但不同模型預(yù)測(cè)的結(jié)果存在較大差異。最大熵理論最早在1957年由Jaynes提出[10],MAXENT理論可用于預(yù)測(cè)物種棲息地的適宜性。如果對(duì)預(yù)測(cè)區(qū)域生態(tài)條件或物種相關(guān)信息一無所知,則該地區(qū)適宜或不適宜物種的概率均為0.5。如果已知一些物種存在或者其適宜生態(tài)條件的數(shù)據(jù)則會(huì)降低預(yù)測(cè)的不確定性。獲得的信息越多,預(yù)測(cè)的不確定性就越低。MAXENT模型是基于最大熵理論的預(yù)測(cè)模型,根據(jù)不完全的物種分布及相應(yīng)的環(huán)境信息,用物種“存在”點(diǎn)分布數(shù)據(jù)作為限制條件,得出此條件下的最大熵分布,預(yù)測(cè)物種在研究地區(qū)的潛在棲息地分布區(qū)域[11-12]。該軟件自2004年被Phillips等[13]人研發(fā)出,被廣泛應(yīng)用于物種潛在棲息地分布的預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)。在“不存在點(diǎn)”數(shù)據(jù)難以準(zhǔn)確的情況下,相比較其他模型,MAXENT模型預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性最高[14-16],且對(duì)于區(qū)域較大和環(huán)境數(shù)據(jù)較多的研究更為實(shí)用[17]。對(duì)最大熵模型(MAXENT)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行的ROC曲線下面積值(Areas under curve, AUC)分析顯示,其預(yù)測(cè)結(jié)果優(yōu)于同類預(yù)測(cè)模型,即便物種分布數(shù)據(jù)不全,MAXENT模型依舊能得到較為滿意的結(jié)果[18]。因此,本文選擇了用Maxent模型對(duì)預(yù)測(cè)兩種稚鱟在北部灣的潛在分布。

物種生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)因子的選擇是評(píng)價(jià)的關(guān)鍵[19]。環(huán)境變量之間有一定的關(guān)聯(lián),對(duì)環(huán)境變量進(jìn)行相關(guān)性分析后用于生態(tài)位模型計(jì)算[20]。采用SPSS軟件對(duì)獲得的溶氧、鹽度、溫度等生態(tài)因子進(jìn)行篩選,篩選后得到的生態(tài)因子用于MAXENT模型計(jì)算。將兩種稚鱟的分布點(diǎn)數(shù)據(jù)和環(huán)境變量數(shù)據(jù)集導(dǎo)入到MAXENT軟件中,進(jìn)行建模運(yùn)算。利用ArcGIS軟件對(duì)MAXENT模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行疊加分析和地圖制作,得出基于篩選后生態(tài)因子的中國鱟和圓尾鱟兩種稚鱟的生態(tài)適宜性分布圖。

1.3 數(shù)據(jù)獲取

按照MAXENT模型軟件的要求,分別獲取了廣西北部灣區(qū)域和兩種稚鱟“存在點(diǎn)”的空間地理數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)。

1.3.1實(shí)地調(diào)研

本研究實(shí)地調(diào)研區(qū)域選擇了北部灣(中國部分)潮間帶有海鱟出現(xiàn)的三個(gè)典型潮間帶 (各潮間帶海岸線長度不少于1000 m),分別為西場(chǎng)(XC)、金海灣(JHW)和西背嶺(XBL)。根據(jù)各個(gè)潮間帶的海岸線長度,分別于海圖基準(zhǔn)面上0.6 m到1.6 m設(shè)立平行于海岸線的六條樣帶,每條樣帶寬4 m。現(xiàn)場(chǎng)記錄每個(gè)潮間帶中中國鱟和圓尾鱟兩種稚鱟的數(shù)量并逐只測(cè)量個(gè)體的前體寬度,測(cè)量及計(jì)數(shù)后將稚鱟放回原地。開展鱟種群調(diào)查工作的同時(shí),進(jìn)行微生境環(huán)境因子監(jiān)測(cè)工作。每個(gè)樣帶隔100 m放置一個(gè)10 m×10 m的樣方?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)定各個(gè)樣方內(nèi)鹽度、水溫、溶氧等指標(biāo)。于各10 m×10 m樣方的四角和中心位置放置5個(gè)20 cm×20 cm的小樣方。將20 cm×20 cm小樣方表層5 cm的底質(zhì)放入采樣瓶帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定底質(zhì)含水量和粒徑分布、以及有機(jī)物含量。將5個(gè)小樣方內(nèi)的微生境特征值進(jìn)行平均,即為整個(gè)10 m×10 m大樣方內(nèi)微生境特征值。

在樂曲風(fēng)格上，《巴斯蒂安鋼琴基礎(chǔ)教程》也比傳統(tǒng)的鋼琴教程有了很大的擴(kuò)充，包含了古典、民歌、童謠、流行及現(xiàn)代等風(fēng)格，讓學(xué)生接觸到豐富多樣的音樂風(fēng)格。但《巴斯蒂安鋼琴基礎(chǔ)教程》沒有涉及巴洛克時(shí)期的復(fù)調(diào)作品。

1.3.2遙感數(shù)據(jù)

通過地理空間數(shù)據(jù)云LANDSAT系列數(shù)據(jù)中的Landsat 8衛(wèi)星數(shù)字產(chǎn)品獲得分辨率為30 m的一系列影像圖。Landsat-8衛(wèi)星參數(shù)如表1,Landsat-8上攜帶有兩個(gè)主要載荷：陸地成像儀(Operational Land Imager, OLI)和熱紅外傳感器(Thermal Infrared Sensor, TIRS)。OLI陸地成像儀包括可見光波段、近紅外波段等9個(gè)波段(表2),空間分辨率為30 m。

表1 Landsat 8衛(wèi)星參數(shù)

目前Landsat OLI數(shù)據(jù)是Landsat系列最新多光譜遙感數(shù)據(jù)。Landsat OLI波段參數(shù)見表2。與 Landsat-7相比,Landsat-8 OLI/TIRS在輻射分辨率、波段數(shù)、光譜范圍方面都有很大的改進(jìn),包含了一個(gè)分辨率為15 m,成像寬幅為185 km×185 km的全色波段。OLI對(duì)波段5的調(diào)整排除了0.825 μm處水汽的吸收,可有效避免大氣的稀有特征。新增了海岸帶檢測(cè)和卷云識(shí)別波段,TIRS傳感器單獨(dú)設(shè)置的兩個(gè)熱紅外波段對(duì)生態(tài)環(huán)境監(jiān)控更具有使用價(jià)值。Landsat-8 OLI相對(duì)MODIS數(shù)據(jù)具有較好的空間分辨率,較SPOT和THOESD具有較好的時(shí)間分辨率,對(duì)比QuickBird(16.5 km×16.5 km)和GeoEye(15 km×15 km)具有較好的觀察幅寬。

表2 OLI傳感器波段基本數(shù)據(jù)

環(huán)境變量數(shù)據(jù)包括：①氣候環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù)由中國數(shù)字氣象數(shù)據(jù)、地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)提供；②地形因子數(shù)據(jù),包括地形指數(shù)、坡度等,由中國科學(xué)院數(shù)據(jù)庫30 m分辨率的數(shù)字高程圖(DEM)計(jì)算得到；③植被因子數(shù)據(jù),利用Envi遙感影像處理軟件對(duì)北部灣TM影像進(jìn)行歸一化植被指數(shù)等方法處理得到；④紅樹林、鱟分布點(diǎn)數(shù)據(jù)等參數(shù)通過實(shí)地調(diào)研及文獻(xiàn)等收集[21-26]。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種稚鱟在潮間帶的密度分布圖

圖3 西背嶺潮間帶中國鱟稚鱟密度分布圖Fig.3 Distribution of juvenile Chinese horseshoe crab in Xi Bei Ling

利用遙感(Remote Senseing, RS)與地理信息系統(tǒng)(Geographical Information System, GIS)技術(shù)對(duì)三個(gè)調(diào)研潮間帶進(jìn)行了分析?；谝勋@實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù),利用ArcGIS軟件得出在西背嶺、金海灣和西場(chǎng)3個(gè)潮間帶中國鱟和圓尾鱟的密度分布情況。

本研究用不同顏色表示稚鱟分布密度的不同。西背嶺僅有中國鱟稚鱟分布,無圓尾鱟稚鱟分布,且樣帶4中國鱟稚鱟分布最多(圖3)；金海灣中國鱟密度相較于圓尾鱟密度高(圖4)；而西場(chǎng)兩種稚鱟密度則與金海灣分布相反,圓尾鱟密度比中國鱟密度高(圖5)。

圖4 金海灣潮間帶稚鱟密度分布圖Fig.4 Distribution of juvenile horseshoe crab in Jin Hai Wan

圖5 西場(chǎng)潮間帶稚鱟密度分布圖Fig.5 Distribution of juvenile horseshoe crab in Xi Chang

2.2 研究區(qū)域地形地貌特征和植被相關(guān)參數(shù)

利用ENVI(The Environment for Visualizing Images)遙感影像處理軟件,對(duì)整個(gè)研究區(qū)域潮間帶的Landsant主題成像儀(TM)影像進(jìn)行分析,結(jié)合中國數(shù)字氣象數(shù)據(jù)、地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)提供的相關(guān)數(shù)據(jù)和數(shù)字高程模型(Digital Elevation Models, DEM),以ArcGIS為平臺(tái),分別建立各環(huán)境變量的柵格文件。利用ArcGIS及數(shù)字高程模型(Digital Elevation Models, DEM)提取反映研究區(qū)域潮間帶地貌形態(tài)特征的坡度和地形指數(shù)。廣西北海地勢(shì)從北向南傾斜,東北、西北為丘陵,南部沿海為臺(tái)地和平原。平均海拔10—15m。

中國鱟傾向于在高潮線位置的紅樹林區(qū)域產(chǎn)卵,其稚鱟偏好在靠近紅樹林的泥灘區(qū)域棲息并覓食。圓尾鱟稚鱟則偏好在有機(jī)質(zhì)含量豐富,有淡水溪流經(jīng)的區(qū)域分布[27-30]。研究區(qū)域的植被指數(shù)將可能成為決定兩種稚鱟差異化分布的關(guān)鍵因子之一。因此,我們利用ENVI對(duì)Landsat8的OLI陸地成像儀的5、6、2(NIR、SWIR1、Blue)波段進(jìn)行了組合便于在全色圖像上區(qū)分植被特征,在此基礎(chǔ)上,我們計(jì)算了研究區(qū)域潮間帶的植被指數(shù)和覆蓋率。

2.3 兩種稚鱟在北部灣(中國部分)的潛在適生圖

圖6 北部灣(中國部分)中國鱟生境適宜性分布 Fig.6 The distribution of habitat suitability of Chinese horseshoe crab in Beibu Gulf (Chinese part)

圖7 北部灣(中國部分)圓尾鱟生境適宜性分布 Fig.7 The distribution of habitat suitability of Mangrove horseshoe crab in Beibu Gulf (Chinese part)

2.3.1MAXENT模型預(yù)測(cè)結(jié)果檢測(cè)

本研究中,中國鱟和圓尾鱟分布預(yù)測(cè)圖(圖6和圖7)的AUC值分別為0.816、0.728。

2.3.2兩種稚鱟分布及其與環(huán)境的關(guān)系

中國鱟和圓尾鱟在廣西北部灣(中國部分)潛在分布預(yù)測(cè)區(qū)域如圖6和圖7所示。根據(jù)圖6,可得出中國鱟稚鱟的潛在適宜生境分布于廣西犀牛角、廣西北暮鹽場(chǎng)、廣東乞水灣、廣東流沙灣、海南東方等地潮間帶。由圖7可知,適合圓尾鱟分布的生境明顯少于中國鱟,其在北部灣主要在廣西北暮鹽場(chǎng)、廣東流沙灣、海南東方等地潮間帶。

3 討論

機(jī)理模型、回歸模型和生態(tài)位模型是目前生境評(píng)價(jià)模型的3個(gè)類型。機(jī)理模型根據(jù)生境因子對(duì)物種分布的影響模擬得到物種的適宜性生境,但未考慮生境的可達(dá)性,且對(duì)因子等級(jí)劃分及確定重要性上存在主觀性,因此,機(jī)理模型具有一定局限性。與回歸模型相比,生態(tài)位模型僅需生物“出現(xiàn)點(diǎn)”的數(shù)據(jù),不需要其“未出現(xiàn)點(diǎn)”的數(shù)據(jù)。

生態(tài)位模型(GARP、MaxEnt、ENFA和BIOCLIM等)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于物種的潛在地理分布預(yù)測(cè)。曹向鋒等[31]對(duì)黃頂菊分布進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí),用受試者工作特征曲線(receiver operating charaoteristic curve,ROC曲線)對(duì)Maxent、GARP、ENFA、Bioclim和Domain 5種模型的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)ROC曲線下面積值(Area Under Curve, AUC)平均值最高的是MAXENT模型。羅翀等[32]用MAXENT和ENFA模型預(yù)測(cè)秦嶺山系林麝的生境分布,結(jié)果顯示Maxent模型預(yù)測(cè)效果更佳。張琴等[33]用3個(gè)生態(tài)位模型(BIOCLIM、DOMAIN和MAXENT)預(yù)測(cè)藥用植物天麻的全球潛在適生區(qū),用Kappa統(tǒng)計(jì)量和受試者工作特征曲線ROC比較不同模型的預(yù)測(cè)效果后發(fā)現(xiàn),MAXENT模型的精度較高。崔相艷等[34]用最大熵(MAXENT)模型和規(guī)則集遺傳算法(GARP)模型預(yù)測(cè)了野生油茶的潛在分布區(qū),結(jié)果表明,MAXENT模型的預(yù)測(cè)結(jié)果更精確。Elith等[35]用16種生態(tài)位模型(包括MAXENT和GARP模型等)對(duì)物種進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn),無論準(zhǔn)確度還是方便性,MAXENT模型相較于其他模型都更優(yōu)秀。因此,本文選擇了用MAXENT模型對(duì)預(yù)測(cè)兩種稚鱟在北部灣的潛在分布。

本研究用MAXENT模型得到中國鱟和圓尾鱟在廣西北部灣(中國部分)的棲息地適宜度指數(shù)(Habitat suitability index, HSI),確定了這兩種稚鱟在北部灣中國海域潛在適生區(qū)。目前,受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic curve,ROC曲線)被公認(rèn)為診斷試驗(yàn)的最佳評(píng)價(jià)指標(biāo)[36]。本結(jié)果通過ROC曲線下面積值(AUC)判斷模型的準(zhǔn)確度。ROC曲線通過改變?cè)\斷閾值,獲得多對(duì)真(假)陽性率值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,以假陽性率(特異度)為橫坐標(biāo)、真陽性率(靈敏度)為縱坐標(biāo)繪制得到,ROC曲線與橫坐標(biāo)圍成的面積值即為AUC值。AUC值的變化范圍為0—1,當(dāng)AUC<0.6時(shí),預(yù)測(cè)結(jié)果失敗,>0.8時(shí),預(yù)測(cè)價(jià)值較高,等于1時(shí)為理想分布,表示模型預(yù)測(cè)的潛在分布區(qū)與實(shí)際分布完全一致[37]。中國鱟和圓尾鱟分布預(yù)測(cè)圖(圖6和圖7)的AUC值分別達(dá)到0.816、0.728,證實(shí)本研究中的MAXENT 模型預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性可信度較高。

潮間帶實(shí)地調(diào)研結(jié)果與模型分析結(jié)果得到的適宜性指數(shù)基本一致。實(shí)地調(diào)研結(jié)果顯示,西背嶺僅有中國鱟分布無圓尾鱟,金海灣中國鱟分布多于圓尾鱟,西場(chǎng)則與金海灣相反,圓尾鱟分布多于中國鱟；而最大熵模型生境適宜性分析結(jié)果表明西背嶺圓尾鱟適宜度指數(shù)<10%,中國鱟適宜度指數(shù)為10%—60%,金海灣、西場(chǎng)潮間帶兩種稚鱟的適宜度指數(shù)均為10%—60%,兩者結(jié)果高度擬合。模型分析結(jié)果表明,廣西北暮鹽場(chǎng)、廣東流沙灣、海南東方等是兩種稚鱟共生的潛在分布區(qū)域,溫度、濕度等氣候因子,以及海水鹽度、溶氧值等海水水文學(xué)因子在北部灣區(qū)域各潮間帶的變化幅度較小,對(duì)于兩種稚鱟的分布影響較小,潮間帶坡度和地形指數(shù)是影響中國鱟分布的主要環(huán)境因子,而潮間帶底質(zhì)的有機(jī)物含量和植被指數(shù)是影響圓尾鱟分布的主要環(huán)境因子,這與兩者的繁育和生物學(xué)習(xí)性相一致,可為后續(xù)的生境保護(hù)和人工放流工作提供參考依據(jù)。鱟數(shù)量急劇減少,通過人工育苗和稚鱟放流等方法促進(jìn)鱟種群數(shù)量恢復(fù)有效可行。王駿博[38]研究發(fā)現(xiàn),在適宜的灘涂地區(qū)人工養(yǎng)殖或放流幼鱟,幼鱟完全可以在自然區(qū)域生長發(fā)育。結(jié)合模型研究結(jié)果,中國鱟在潮間帶坡度和地形指數(shù)適宜的區(qū)域,圓尾鱟在潮間帶底質(zhì)有機(jī)物含量豐富和植被指數(shù)適宜的區(qū)域放流小鱟將大大提高鱟的生存率,有效恢復(fù)鱟種群數(shù)量。

北部灣海洋生物資源豐富,是眾多海洋生物的棲息地和繁殖地。近年來,隨著北部灣區(qū)域經(jīng)濟(jì)的加速發(fā)展,以石油化工業(yè)、造紙業(yè)、冶金業(yè)、海洋產(chǎn)業(yè)和能源等工業(yè)為重心,一批相關(guān)產(chǎn)業(yè)正落戶于此,而環(huán)境保護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)并不是很完善,使得北部灣面臨著巨大的環(huán)境壓力。潮間帶作為海洋與陸地的連接樞紐,受人為活動(dòng)影響顯著,陸地工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、海洋產(chǎn)業(yè)開發(fā)等排放的廢水多在此匯集。潮間帶是中國鱟和圓尾鱟的繁殖地和稚鱟的棲息地,潮間帶的地形地貌特點(diǎn)和環(huán)境因子決定了其種群的分布和規(guī)模。我們認(rèn)為底質(zhì)的沙質(zhì)比例會(huì)影響中國鱟和圓尾鱟的分布,潮間帶的地形地貌特征會(huì)影響稚鱟不同生長階段在灘涂的分布,而不容忽視的是潮間帶的植被(海草床/紅樹林)也是決定兩者分布的關(guān)鍵因素。FAN等[39]研究兩種稚鱟生活史各階段攝食時(shí)發(fā)現(xiàn),鱟食物中的碳源近60%是來自矮大葉草海草衍生的碎屑。謝蕙蓮等[40]發(fā)現(xiàn)兩種稚鱟共棲于珍珠灣紅樹林圍繞的潮間帶泥灘地上。從衛(wèi)星遙感影像中只能得到植被覆蓋率和植被指數(shù),缺乏海草床和紅樹林的高分辨率分布圖,而海草床的數(shù)據(jù)僅能從相關(guān)文獻(xiàn)資料中獲取,數(shù)據(jù)不夠精準(zhǔn)。如果能將這些數(shù)據(jù)考慮進(jìn)來,預(yù)測(cè)的結(jié)果將會(huì)更加準(zhǔn)確。

由于過度捕撈,水污染,圍海造地、灘涂養(yǎng)殖等造成的棲息地破壞[41-42],鱟數(shù)量急劇下降,面臨瀕危。除此以外,成鱟還被作為食物[43]、因采血而被過度開發(fā)利用等[44],加劇了鱟資源的枯竭。目前,北部灣沿岸,是中國鱟在地球上唯一種群密度較高的“凈土”,連同雷州灣及海南附近海域,約占全球種群資源總量的90%,且存在中國鱟和圓尾鱟幼鱟同地共棲的現(xiàn)象。北部灣作為我國鱟資源的最大片狀棲息地,急需保護(hù)鱟的有力舉措。為更好保護(hù)鱟資源,提出以下幾點(diǎn)建議：

(1)加強(qiáng)已有保護(hù)區(qū)的保護(hù)力度,建立新的海洋特別保護(hù)區(qū),特別是廣西北暮鹽場(chǎng)、廣東流沙灣、海南東方等兩種稚鱟的潛在分布區(qū)域。在稚鱟潛在適宜分布區(qū)域建立保護(hù)區(qū),加強(qiáng)建設(shè)與管理,保護(hù)鱟及其生存環(huán)境,尤其是作為稚鱟覓食場(chǎng)所的有海草及紅樹林分布的有機(jī)質(zhì)豐富的潮間帶,讓鱟有適宜的環(huán)境繁衍生息對(duì)于鱟資源的保護(hù)至關(guān)重要。

(2)加強(qiáng)執(zhí)法力度,制止非法捕撈。由于鱟試劑是目前檢測(cè)內(nèi)毒素最簡(jiǎn)便且最有效的試劑,對(duì)作為原材料的鱟采血無法避免,近年來鱟試劑廠對(duì)于鱟的需求更是有增無減。受鱟試劑廠采購鱟的利益驅(qū)使,加上廣西、廣東等地素有食鱟的習(xí)慣,捕撈、食用、買賣鱟等非法行為屢禁不止,政府部門應(yīng)加強(qiáng)鱟的保護(hù),規(guī)范和監(jiān)督鱟試劑公司對(duì)于鱟的采血及釋放過程,對(duì)于違反規(guī)定的公司或者非法捕撈、販賣鱟的行為予以打擊和嚴(yán)懲,從而促使大眾自覺抵制非法買賣鱟等行為。同時(shí),有關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)科普宣傳、公眾教育,引導(dǎo)廣大民眾意識(shí)到鱟的寶貴,了解到鱟資源瀕臨滅絕的現(xiàn)狀,積極參與到保護(hù)鱟的行動(dòng)中,避免人類活動(dòng)對(duì)鱟產(chǎn)卵地和孵育地造成干預(yù),減少對(duì)鱟的捕撈和買賣。

(3)人工放流稚鱟,促進(jìn)種群恢復(fù)和發(fā)展。MAXENT模型分析結(jié)果表明,潮間帶坡度和地形指數(shù)是影響中國鱟分布的主要環(huán)境因子,而潮間帶底質(zhì)的有機(jī)物含量和植被指數(shù)是影響圓尾鱟分布的主要環(huán)境因子,該結(jié)果為人工放流工作提供了參考依據(jù),在廣西北暮鹽場(chǎng)、廣東流沙灣、海南東方等是兩種稚鱟共生的潛在適宜分布區(qū)域人工放流稚鱟提高存活率,進(jìn)而促進(jìn)鱟資源種群恢復(fù)和發(fā)展。