中沙群岛
造礁石珊瑚
总论
一、中沙群岛的自然地理概况
中沙群岛，古称“红毛浅”“石星石塘”等，为中国南海四大群岛之一，在南海诸岛中位置居中，位于西沙群岛的东南方向，被东沙群岛、海南岛、西沙群岛和南沙群岛环抱，中心位置距西沙群岛主岛永兴岛200km。中沙群岛岛礁散布的范围之广仅次于南沙群岛，*北始于神狐暗沙，*南止于波洑暗沙，*东可达黄岩岛，地理坐标为北纬13°57′～19°33′，东经113°02′～118°45′，南北纵越纬度约5°36′，东西横跨经度计5°43′。中沙海区包括中沙隆起带和黄岩隆起带，海域面积共有60多万平方千米。
中沙群岛属于海洋型岛屿，但绝大多数为隐伏在海水之下的暗沙和暗礁，宏观地貌形态表现为中沙海底高原，为珊瑚礁地貌。中沙群岛主要发育在中央深海盆和北部陆坡边缘的海山顶部，主要由黄岩环礁和中沙大环礁组成，其中仅有黄岩环礁的礁缘部分露出海面形成中沙群岛唯一的岛礁——黄岩岛，其余均为暗沙和暗礁。中沙大环礁上有26座已命名的暗沙，此外还有4座发育在不同的海山之上呈分散分布的暗沙，分别是位于中央深海盆的宪法暗沙和中南暗沙，以及分布于北部陆坡上的一统暗沙和神狐暗沙。
中沙大环礁为中沙群岛的主体，全部为海水淹没，整体略呈椭圆形，长轴东北—西南走向，延伸约140km，宽可达60km，立体形态呈短柱状，顶部水深在9～26m。中沙大环礁是南海中*大的环礁，位于西沙群岛东南方向，发育在南海西大陆坡东部的中沙台阶之上，西邻水深约2500m的中沙海槽，东边是陆壳和洋壳的交界处，为深而大的地壳断裂带，以约50°的陡坡下降到4000m的中央海盆上。
中沙大环礁的礁缘位置和潟湖内均有暗沙分布，其中大环礁四周突起的礁缘部分有均匀分布的珊瑚暗礁、暗滩和暗沙，已命名的共有20座，分别为隐矶滩、武勇暗沙、济猛暗沙、海鸠暗沙、安定连礁、美溪暗沙、布德暗沙、波洑暗沙、排波暗沙、果淀暗沙、排洪滩、涛静暗沙、控湃暗沙、华夏暗沙、西门暗沙、本固暗沙、美滨暗沙、鲁班暗沙、中北暗沙和比微暗沙。大环礁中部为潟湖，潟湖自东北至西南水深9.1～109m，其中分布着许多暗沙，已命名的有6座，分别为石塘连滩、指掌暗沙、南扉暗沙、屏南暗沙、漫步暗沙和乐西暗沙。
黄岩岛为一个略呈等腰直角三角形的大环礁，是中沙群岛唯一露出水面的岛礁，是在涨潮时高于水面、自然形成的陆地区域，而不是终年隐藏于水底的沙洲或暗礁。黄岩岛地理坐标为北纬15°08′～15°14′，东经117°44′～117°48′，位于中沙大环礁以东约300km，距西沙群岛主岛永兴岛约600km，毗邻马尼拉海沟。黄岩岛东西长15km，南北宽15km，周长约55km，四周为水深0.5～3.5m的环形礁盘，礁盘宽2～4km，内部形成一个面积为130km2的潟湖。潟湖内水色青绿，和礁盘外深海蓝黑水色不同，潟湖内水深一般在10～20m，其中有珊瑚点礁散布。环礁外围为礁前斜坡，外礁坡边缘陡峭，以15°～18°的坡度下降至水深3500～4000m的海底。潟湖东南面有一条宽约400m、水深4～12m的礁门水道与外海相通。
从地质学上看，中沙大环礁属于大陆坡地形，而黄岩岛是独立升起在南海海盆之上的洋壳性质的环礁，其东的马尼拉海沟是中沙群岛与菲律宾群岛的自然地理分界，因此黄岩岛有十分重要的战略地位。黄岩岛礁盘上礁块星罗棋布，退潮时可见约380块礁石露出水面，多为土黄色，故名黄岩岛。黄岩岛礁盘南北两端的礁块*为密集，东南部礁坪上有一座耸立海面的巨大珊瑚礁石块，其周长8m，上部面积3m2，高出水面1.8m，高出礁坪约3m，名为南岩，坐标为北纬15°08′，东经117°48′；北岩位于黄岩岛礁坪的北部尖角，露出水上面积4m2，高出水面1.5m，南岩和北岩之间相距约18km。礁盘外围部分在波浪、潮汐冲蚀下，发育了深约3m的放射梳齿状的沟槽结构，是造礁石珊瑚和礁栖生物栖息繁衍的场所。
在地质构造上，中沙群岛属于南海陆缘地堑系之下的二级构造单元——陆坡断块区，位于南海陆缘地堑系的中部，由南海北部华南陆块于新生代拉张而成的漂离岛块，和西沙群岛一起形成西沙-中沙隆起带，并向东延伸至黄岩隆起带。中沙群岛海区包括中沙隆起带和黄岩隆起带，其边缘受北东向断裂构造控制，中沙隆起带基底为褶皱的前寒武纪强烈变质的花岗片麻岩和混合岩类等，其上发育有厚千余米的珊瑚礁体，表层沉积主要是珊瑚和有孔虫碎屑及砂泥。中沙大环礁的礁环部位有平缓型和深切型两种通道，可以保证环礁内潟湖水体与外界海水充分交换。中沙大环礁的沉积相可以划分为礁前塌积带、珊瑚生长带、礁核带和潟湖带。礁前塌积带水深60～400m，由礁块、砾石和生物碎屑堆积而成，有活的水螅珊瑚、八放珊瑚、红藻和海百合等生物；珊瑚生长带水深20～60m，可见造礁石珊瑚、八放珊瑚、红藻及礁栖生物；礁核带水深在20m以内，分别为暗沙或礁滩，是各种造礁石珊瑚、造礁红藻和绿藻偏好的生长发育水深范围；潟湖带水深20～85m，其造礁珊瑚的种类与礁核带和珊瑚生长带类似（黄金森，1987）。
黄岩岛的形成与南海海盆地质构造发育过程密切相关，南海海盆东部的海岭顶部高出海面形成火山峰，火山峰在海底扩张作用下发生侧向移动，火山作用停息后受海蚀作用而呈现为略低于海面的平顶山，平顶山在随洋壳继续侧向推移的同时伴随洋壳发生下沉，待下沉到一定程度后即不再下沉。在下沉过程中，在适宜的热带海洋环境条件下，造礁珊瑚在平顶山的顶部固着并不断繁衍生息，不断沉积并向上生长，其纵向生长速率接近洋壳下沉速度，*终形成环礁（黄金森，1980）。
二、中沙群岛生态环境和生物资源
中沙群岛所处的纬度低于西沙群岛，位于北纬10°以北，属热带海洋性季风气候，其主要气候特征是日照时间长，辐射总量大，温差小，终年温暖湿润，风大雾小，降水丰沛并自北向南递增，干湿季分明。
中沙群岛的年平均气温约27℃，气温随季节变化明显，日变化大致呈一峰一谷型，*高值出现在14时，*低值出现在0时左右；春秋两季的气温日变化较为明显，平均日差大于1℃，冬夏两季的日变化不明显，平均日差小于1℃。中沙海域的海水表层水温27～30℃；由于受大陆气候和陆地径流影响小、深海盆地水体深厚等原因，海水盐度较高，为32.5‰～34‰；海水透明度高，通常可达35～38m，为光合造礁生物提供了良好的环境条件。
中沙群岛海域春季盛行东—东南风，平均风速小于7m/s，夏季盛行西南风，风力多为4～5级，秋季为风向转换季节，各风向均有，风力为3～4级，冬季则以东北风为主，风力多大于6级，台风旺季在9～11月，其中10月份*多。中沙海域的降雨多由积状云形成，是持续时间较短的阵雨，降雨多集中在夏季，冬季*少。
中沙群岛是各种造礁和钙化生物（包括珊瑚、藻类、软体动物、有孔虫等）的地质产物，全部属于珊瑚礁地貌。中沙海域水下珊瑚丛生，造礁珊瑚构成的复杂生境结构为众多珊瑚礁生物提供了繁衍栖息的场所，各个门类的生物均有其代表，共同组成生物多样性极高的生物群落。中沙群岛的生物类群有浮游动植物、底栖无脊椎动物、游泳生物等，从分类学角度主要包括藻类、腔肠动物、棘皮动物、甲壳动物、软体动物、鱼类、爬行动物和哺乳动物等，其中腔肠动物中的造礁石珊瑚和多孔螅是中沙海域*为关键的生物类群，它们通过钙化不断分泌碳酸钙骨骼，参与珊瑚礁礁体的形成和珊瑚礁生境的构建。中沙环礁附近海域是我国珊瑚礁渔业的重要渔场，盛产金带梅鲷、旗鱼、箭鱼、金枪鱼等多种水产鱼类，有重要的经济价值，为我国渔民进行捕捞作业的渔场。黄岩岛海域同样盛产多种经济价值较高的鱼类，是海南、广东等地渔民的传统渔场。2006年，中沙群岛渔业资源调查显示捕获的主要经济鱼类有裸胸鳝、石斑鱼、笛鲷、裸颊鲷、鲹科鱼类和大眼鲷等。2013年，海南省在中沙群岛的漫步暗沙设置了中沙海域的第一个海洋渔业资源科研基地，也是国务院批准设立三沙市后第一个获批的科研项目，主要用于开展渔业资源增殖放流和优质水生生物资源增养殖的科学研究实验。
三、中沙群岛研究历史和现状
尽管我国对中沙群岛珊瑚礁海域生物资源的开发利用已有很长的历史，但是和西沙群岛、南沙群岛相比，目前对中沙群岛珊瑚礁生物多样性和渔业资源的专业调查和研究还相对较少。1975～1976年，中国科学院南海海洋研究所和国家水产总局南海水产研究所对中沙群岛海域的海洋生物资源和大洋性鱼类资源分别进行了调查，随后发表了《我国西沙、中沙群岛海域海洋生物调查研究报告集》和《西、中沙、南沙北部海域大洋性鱼类资源调查报告》；1996年，海南省海洋厅调查领导小组发布了《海南省海岛资源综合调查研究报告》，其中有关于中沙群岛海区的气候、海洋水文、海水化学、海洋生物、地质地貌等信息。
沈寿彭和吴宝铃（1978）报道了中沙群岛的浮游多毛类11种；陈柏云（1982）报道了中沙群岛的浮游桡足类的种类组成。黄金森（1980；1987）报道了黄岩岛和中沙大环礁的地质结构和特征；刘韶（1987）探讨了中沙群岛礁湖的沉积特征。
近年来，有关中沙群岛的研究报道逐渐增多，主要涉及中沙群岛的地质成因、海域渔业资源现状、浮游生物和海水污染等方面，但大多数研究集中在黄岩岛海域。鄢全树等（2007a；2007b）报道了中沙表层沉积物中火山灰的矿物相、物质来源和类型。黎雨晗等（2020）通过广角与多道地震探测研究了中沙大环礁海区的地壳结构及地层-构造特征，发现中沙环礁区地壳厚度在25km左右，为轻微减薄的坚硬大陆块体，环礁整体构造相对稳定，无岩浆活动出现，但在环礁周缘深部和浅部发现岩浆活动痕迹，作者推测是裂后期岩浆物质沿着深大断裂上涌的结果。
孙典荣等（2006）研究了中沙群岛春季珊瑚礁鱼类资源组成，发现中沙环礁主要经济鱼类有鲨鱼、裸胸鳝、石斑鱼、笛鲷、裸颊鲷、鲹科鱼类和大眼鲷等。Zhu等（2010）研究了西沙和中沙群岛海域珊瑚礁鱼类多样性特点，发现西沙和中沙群岛的珊瑚礁鱼类丰富度与南沙群岛较为相似，基本表现为距离越远，相似性系数越小的特点。陆化杰等（2018）研究了厄尔尼诺现象对中沙群岛鸢乌贼Sthenoteuthisoualaniensis渔业生物学特性的影响，结果发现2016年春季厄尔尼诺期间中沙环礁海域的平均表温比上一年低0.213℃，此时鸢乌贼个体大小比正常年份小20mm，证实厄尔尼诺可能会对该海域鸢乌贼的渔业生物学特性产生不利影响。
此外，Ke等（2016）研究了黄岩岛潟湖内外营养盐和浮游植物的空间结构，发现浮游植物含量在潟湖口门位置*高，作者推测这可能和渔船的营养输入以及西南风造成的聚集有关，随后作者又比较了南海6个珊瑚礁潟湖的浮游植物丰度和初级生产力，发现中沙群岛黄岩岛潟湖的主要浮游植物类群是超微型浮游植物，而且浮游植物生物量和初级生产力*高，推测黄岩岛可能受到富营养化的影响。相似地，Li等（2018）报道了黄岩岛海域的浮游动物，在潟湖内记录到48种动物，主要是浮游幼虫和桡足类，然而在礁坡迎风侧记录到114种浮游动物，主要是桡足类、管水母、毛颚类、尾海鞘、多毛类及浮游幼虫。王璐等（2017）报道了黄岩岛海水的重金属含量，发现符合国家一类水质标准，然而Zhang等（2018）却在黄岩岛珊瑚礁表层海水中检测出大环内酯类抗生素，浓度达0.23ng/L，作者发现这些抗生素从近岸到离岸存在明显的浓度梯度，可能是由近岸传递而来，研究认为这些抗生素对离岸珊瑚生长存在潜在危害。Guo等（2019）发现黄岩岛海水溶解态无机氮浓度达1.36μmol/L，高于西沙和南沙群岛，而且营养盐浓度和珊瑚礁大型藻类覆盖率显著相关。由此可见，虽然中沙群岛在南海诸岛中海洋生态系统保持较好，远离大陆，人类生产活动的污染与破坏较小，但近年来其受到的影响和威胁也逐渐显现。
四、中沙群岛的造礁石珊瑚
中沙群岛主要是造礁石珊瑚的地质产物，属于典型的珊瑚礁体，有关中沙群岛造礁石珊瑚多样性的研究至今仍屈指可数。中沙群岛造礁石珊瑚*早的记录可追溯至1987年，黄金森（1987）在报道中沙大环礁特征时提到了中沙群岛有造礁石珊瑚16属，分别为沙珊瑚属、杯形
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