「海胆荒礁」:小琉球肚仔坪潮间带急需规划管理
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海编说:你知道吗?看似不起眼的海胆,牠可是珊瑚礁上重要的食草生物,在某些生态系统中,负责维持珊瑚和藻类间的平衡,发挥著巨大的贡献。中山大学研究团队在小琉球一年的调查发现,台湾竟出现了第一个「海胆荒礁」,怎么会这样?跟著海编一起看看。 全文转载自:「海胆荒礁」:小琉球肚仔坪潮间带急需规划管理,中山大学与业者合提保育管理及研究建议,作者:张水锴、邱峋文、陈映竹、刘莉莲

2020 年 8 月,中时新闻报导:「海胆入侵小琉球,海底满是海胆,几无立足之地」(联合新闻网,2020;中时新闻网,2020),照片中密密麻麻满是海胆,引起了社会大众的高度关注。无独有偶,中山大学研究团队经过一年的调查,除了看到小琉球肚仔坪潮间带生物密度比过去大幅减少,更发现台湾第一个「海胆荒礁」(sea urchin barren)[1,2] 可能已经在此出现,在潮间带礁台上放眼望去都是一颗颗的海胆和被啃食得遍体鳞伤的岩礁坑洞。

肚仔坪潮间带因拥有丰富的海洋生物及独特的珊瑚礁岩景观,而在 2000 及 2015 年分别被划设为琉球渔业资源保育区及自然人文生态景观区,这里是海洋底栖生物的重要保育所在地,也是潮间带导览员带领游客认识潮间带生物的热门解说处。这个潮间带在 2019 年曾被考虑要划设为保育示范区,让它成为全年禁止进入的种源保护区[3],但在需有研究数据作为管理依据的要求下而暂缓。屏东县政府遂透过海委会的补助,于 2020 年请中山大学研究团队进行小琉球主要潮间带底栖生物调查与管理措施规划协商,同时邀请自然科学博物馆赵世民研究员担任海胆议题之顾问。

小琉球肚仔坪潮间带栖地劣化

依据当地导览员早期拍摄的照片及在地居民之描述,早年肚仔坪的礁石平台上有著良好的底质,并有大片泰来草(Thalassia hemprichii)形成的海草床,里面有相当多的生物;然而对照 2003 年 7 月及 2021 年 1 月的照片,17 年间,潮间带礁台环境明显改变,泰来草丛现在只是零星可见,取而代之的是凹凸不平、外形嶙峋的裸露礁石,以及数量庞大、会持续啃食礁岩的海胆,整个生态及环境品质明显衰退。

潮间带

肚仔坪生态环境改变,泰来草海草床已被布满坑洞的礁岩取代。2003年7月,王添正提供

肚仔坪生态环境改变,泰来草海草床已被布满坑洞的礁岩取代。2021 年 1 月,中山团队提供。

不仅如此,将底栖生物密度与五年前在同一范围的调查结果作比较,出现同体型(>2 cm)底栖无脊椎动物的密度(只数 / 平方公尺)从 95.5(n=9,2013 及 2014 年)降到 19.4(n=4, 2020 年),减少了将近 80% 的现象,同时物种丰富度指数也减少了 89%。在物种组成上,与十年前的研究相比,2011 年主要的物种为藏匿在凹洞缝隙处的大型蜈蚣栉蛇尾(Ophiocoma scolopendrina)占 68%,但现今多为小型(<2 cm)的短腕栉蛇尾(Ophiocoma brevipes),同时原来占 21%的海胆,现在提高到 52%,其中梅氏长海胆_Echinometra mathaei_ 的数量最多,口鳃海胆 Stomopneustes variolaris 次之。另外还有比例相当高的各种海参(39%),这可能是因为海胆多了,其产生的生物碎屑也变多,导致海参食物来源无虞而数量增加。

海胆觅食后的砂状排泄物,仍含有丰富的有机物,是海参的重要食物资源,图中的黑海参正以触手抓取底质上的有机颗粒为食。中山团队提供,摄于2021‎年‎1‎月。

海胆觅食后的砂状排泄物,仍含有丰富的有机物,是海参的重要食物资源,图中的黑海参正以触手抓取底质上的有机颗粒为食。中山团队提供,摄于2021‎年‎1‎月。

遍布海胆的海胆荒礁(sea urchin barren)

肚仔坪的海胆有多少?由现场勘查加上当地导览业者提供之海胆分布资讯,研究团队先计算中潮带海胆密集分布区之面积,再透过无人机拍摄影像、分析计算单位面积之海胆数量,据此,初估中潮带的海胆数量约在 80 至 100 万颗之间(或甚至超过)。

珊瑚礁生态系中的藻类与珊瑚族群存在著栖地竞争的关系,而海胆则扮演草食动物的角色。啃食藻类让珊瑚可有更多生长空间,因此适量的海胆族群有助于促进珊瑚礁生态系的发展;然而一旦海胆族群扩张失控,原本的海草/大型海藻(seagrass/macro-algae)栖地就会因高密度的海胆啃食而消失。海草/海藻是热带和温带水域的重要生产者,这里也是许多海洋鱼类和无脊椎动物育幼、觅食、躲避天敌等的天然栖地,当生态系中的初级生产者及栖地都没了,仰赖其生存的海洋生物也会随之消失,到最后只剩下礁岩及海胆,这种状态在科学界被称之为「海胆荒礁」 [4,5],若不及时改善,这个栖地就会继续在海胆的啃食下,衰退到无生气只有岩礁(rock)的状态。

现今的肚仔坪,已经是海胆荒礁的状态了,在中、低潮带有著数量庞大的海胆。其中最多的梅氏长海胆用牠的口器和棘刺就可以在礁石上挖洞,把自己藏在里面,以躲避天敌的猎捕,并以海浪冲刷上来的藻类碎片、有机碎屑为食,另外牠们也刮食洞穴壁上的附生藻类,这种经年累月的挖洞及刮食过程,就是造成礁岩结构凹凸不平、外形嶙峋的主要原因。虽然这些坑坑洞洞也能让一些小动物有躲藏之处,但礁石被海胆过度侵蚀后也会变得脆弱不堪,更容易被风浪、人为踩踏而崩裂,这也让海胆自己变得无处可躲,而有大量海胆裸露在礁石外的景象。

今的肚仔坪潮间带,在中、低潮带可观察到数量庞大的梅氏长海胆。中山团队提供,摄于 2021‎ 年‎ 1‎ 月。

遍布海胆的海胆荒礁。照片中深色黑点都是海胆,还有些海胆藏在礁岩洞穴中。照片来源:蔡正男(2020 年 11 月以无人机拍摄)。

海胆荒礁的可能肇因

由于过去肚仔坪的生态调查资料不多、也不完整,因此很难确定造成现况的原因,研究团队参考国外文献及与海胆专家及在地业者讨论后,认为可能有台风及气候变迁的自然因素,也可能有以下的人为因素。

海胆数量失控在全球各处都有案例,科学家认为导致海胆荒礁最主要的原因是过渔造成海胆天敌消失、以及有机营养盐过量使海胆的食物增生。海胆本身存在不少天敌,包括某些种的龙虾、螃蟹、鱼类(如一些齿鲀和鳞鲀类、隆头鱼等)和螺类(如万宝螺和蛙螺等)。早期以渔业为生的小琉球居民现在仍维持靠海吃海的生活形态,部分居民会在退潮时前往潮间带采集螺贝类、在岸边垂钓或捕捞鱼类等,这些行为除了间接造成小琉球的海洋生物多样性日渐枯竭,也使海胆的天敌消失,没有经济价值的梅氏长海胆便肆无忌惮地成长并破坏礁台。

在观光旅游尚未盛行的 2008 年以前,在东港搭交通船去小琉球的人次大约是每年 50 万人次以下,但近几年观光盛行,在 2019 年搭交通船进小琉球的人次大约为 150 万(观光局网站),推算起来观光人次大约有 100 万人,观光人潮在岛上产生的生活废污水不容小觑。虽然现在有污水处理设施,但无法涵盖剧增的所有民宿,因此仍有大量生活废污水直接排入海里或潮间带,造成水域优养化、藻类大量增生及海水酸化,除了会改变周遭水域的生物组成外,同时也会加速海胆侵蚀珊瑚礁的速度。另外,2019 年全年进入小琉球杉福、渔埕尾及肚仔坪潮间带的观光人次约 15 万 2 千人(屏东县政府统计),过多的观光客在潮间带的踩踏和拿捏行为,也加速海洋生物的消失及脆弱礁台的破坏。

小琉球游客数逐年攀升,造成海洋生态环境过度承载。上图为2020年在潮间带有整包被民众吃完丢弃的钟螺及蝾螺壳;下图是杉福及肚仔坪潮间带附近的污水漥。刘莉莲提供。

产、官、学携手合作,共同翻转「海胆荒礁」

依据目前调查结果,显然肚仔坪潮间带的珊瑚礁生态系已逐渐丧失其功能,无法达到「渔业资源保育区」及「自然人文生态景观区」保护自然景观和保育生物多样性的初衷。由于海胆过多并非全然是生态系自然消长造成,很大部分与人为过度干扰有关,包含海胆天敌遭过度采捕、废污水排放导致优养化及过多观光客的人为踩踏等,若想改变现况,势必要有所作为。

本团队与当地导览业者共同讨论如何翻转「海胆荒礁」,以下之管理建议供相关单位做参考:

  1. 海胆天敌减少问题:建议对当地居民及钓客进行宣导,限制采捕海胆主要天敌,也可考虑将这些物种列入法令禁捕之保育对象

  2. 废污水排放问题:建议检视污水下水道系统或污水处理设施,确保废污水经净化处理后才排入海洋

  3. 人为踩踏问题:建议限制同时段进入潮间带人数(例如上限 300 人),并在肚仔坪潮间带划设「核心保育区」,以保护此区域生物不受干扰破坏并进行复育;同时也在此划设生态导览路线,以限缩游客踩踏范围

  4. 海胆过量问题:建议仿国外作法以人为方式移除海胆。由于国内过去并无相关研究,对于需要移除多少海胆及如何移除,才能有效改善海胆荒礁现象并不了解,因此,建议先进行文献探讨及小规模移除测试,监测移除区内生物多样性及生态系恢复速度,评估其成效,以为翻转「海胆荒礁」之行动依据。屏东县政府同意将参酌这些建议,以推动肚仔坪潮间带的生态恢复

参考资料:

衍生阅读

责任编辑:Jenny Tsai

海编"布鲁陈"

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