为养护渔业资源和修复受损海岸带生态系统,人工鱼礁通常被投放至沿岸海域的海底,为海洋生物提供新的栖息地.于2022 年 5 月(投放后 10 个月)和 10 月(投放后 15 个月)调查了临海东矶人工鱼礁大型底栖动物群落,分析了不同礁龄间大型底栖动物种类组成、密度、生物量和群落结构的差异.两次调查共记录到 5 类 17 种大型底栖动物,优势种为猫爪牡蛎Talonostrea talonata和侧花海葵Anthopleura sp..礁体投放10 个月后大型底栖动物群落的平均密度和平均生物量分别为(3519±289)个/m2和(3657±273)g/m2,15 个月后平均密度和平均生物量分别为(10056±1858)个/m2和(8300±2045)g/m2,15 个月的密度和生物量均显著高于10 个月的(P＞0.05).不同礁龄间大型底栖动物群落结构具有显著性差异(Globe R=0.573,P=0.029),导致群落结构差异的物种主要是曲膝薮枝螅Obelia genicutata、侧花海葵、褐蚶Didimarca tenebricum、丽核螺Tritonoharpa leali、双纹须蚶Barbatia bistrigata和疣荔枝螺Thais clavigera.礁体投放 10 个月后和 15 个月后人工鱼礁附着猫爪牡蛎的平均密度分别为(2075±37)个/m2和(2194±397)个/m2,不同礁龄间没有显著性差异(P＞0.05).发现临海东矶人工鱼礁表面分布有低物种丰度和高密度的大型底栖动物群落,并发育成为以猫爪牡蛎为造礁种的人工牡蛎礁.

牡蛎礁是生态系统服务价值高、但退化最严重及受关注度最高的海洋生境之一,牡蛎礁修复亦成为国际海洋生态修复的热点.掌握牡蛎自然种群状况及动态变化是评估牡蛎礁修复效果的基础.目前,我国天然牡蛎礁的牡蛎种群状况相关的背景资料较为缺乏.在黄河口西南侧的小岛河河口新发现天然活体牡蛎礁,但该牡蛎礁曾被大规模的商业采捕,亟需推进针对性的保护和修复研究工作.基于 2021 年 11 月对该牡蛎礁开展的牡蛎种群生态调查,分析其种类组成、年龄结构及生长特征.结果显示:该牡蛎礁分布有近江牡蛎(Crassostrea ariakensis)和长牡蛎(Crassostrea gigas).牡蛎礁上以活体牡蛎为主,死亡牡蛎壳体数仅占 6.1%—6.7%.活体牡蛎的密度和生物量分别为(2811±778)个/m2 和(21.97±30.43)kg/m2,近江牡蛎较多,其密度和生物量分别占比 55.7%和 76.4%.近江牡蛎和长牡蛎的年龄分别介于 0+—4+龄和 0+—2+龄,它们都以壳高介于 30-40 mm及壳质量＜5g的 0+龄个体数量居多(＞80%).近江牡蛎的壳体形态参数均值都高于同龄组长牡蛎的相应值.两种牡蛎壳体均呈负异速增长,不同龄级的壳体延展方向不同.拟合 von Bertalanffy 生长方程得到,近江牡蛎和长牡蛎的渐近壳高分别为286 mm和 173 mm,估算的拐点年龄分别为 5.47 龄和 2.56 龄,两种牡蛎的生长曲线分布存在极显著差异(P＜0.001).以上结果表明,小岛河河口的天然牡蛎礁的牡蛎自然种群资源较丰富,具有高密度、低龄和低死亡率等特点,有较好的活力和扩张潜力,有利于被采捕后的礁体的恢复.两种牡蛎中,近江牡蛎因其具有较高的生物量和较长的生长年龄,对礁体形成和扩繁可能更为重要.建议对该天然牡蛎礁及牡蛎种群开展周期＞3 年的原位保护、修复和连续监测计划.

牡蛎礁生境是指由聚集的牡蛎和其他生物及环境堆积形成的复合生态系统,其固碳和储碳潜力巨大,在海岸带生态系统中发挥着重要的作用.然而,目前对牡蛎礁生境碳源与汇的认识仍存在不足,主要在于牡蛎钙化和呼吸作用都释放CO2,而碳源与汇的评估忽视了钙化、同化和沉积过程带来的整体碳汇价值及牡蛎礁生态系统功能带来的碳汇效应.因此,有必要重新认识牡蛎礁生境的碳汇价值.一方面,牡蛎礁生境的碳源和碳汇需要从牡蛎礁自身的整体碳循环中进行评估,包括牡蛎礁系统中的沉积、钙化、呼吸作用及侵蚀、再悬浮和再矿化作用;另一方面,牡蛎礁生态系统服务引起的碳汇效应需从牡蛎礁的生态系统服务价值角度进行评估,将生态系统服务价值及碳价值进行关联,从而纳入碳汇核算体系.从实现海岸带可持续增汇角度出发,综述了牡蛎礁生境中碳的源与汇;阐述了容易被人们忽视的微生物在牡蛎礁生境碳汇中的作用;以保护和生态修复为目的,进一步提出可实现牡蛎礁生境最大潜在碳汇的策略,以期为实现海洋负排放及践行"国家双碳战略"提供理论和技术支撑.

海洋生物礁是由具有造礁能力的海洋生物聚集而成的一种三维礁体结构,其形成改变了海底地貌、增加了不同尺度上的地形复杂性,为其他海洋生物提供了栖息地并维持了生物多样性.近年来,由于自然因素和人为因素影响,海洋生物礁受到了严重威胁,已成为海洋生态保护和修复领域的重要研究对象.综述了海洋生物礁的类型、生态功能及其生态修复的研究进展.根据形成海洋生物礁的优势造礁生物种类,将海洋生物礁分为海藻礁、海绵礁、刺胞动物礁、贝类礁和多毛类礁,其优势造礁生物分别是珊瑚藻和仙掌藻、钙质海绵和硅质海绵、造礁珊瑚、牡蛎、龙介虫.目前国内对海洋生物礁的全面了解相对较少,主要集中在珊瑚礁和牡蛎礁.海洋生物礁的生态功能主要有海岸防护、提供栖息地、净化水体、固碳作用和能量耦合等.全球变暖和海洋酸化等全球气候变化以及海洋污染、破坏性渔业捕捞、海岸工程、水产养殖和敌害生物等自然和人为因素对海洋生物礁构成了严重威胁.海洋生物礁的生态修复方法分为两类:在退化生物礁区投放造礁生物逐渐成礁,投放人工礁体补充造礁生物逐渐成礁.针对海洋生物礁保护和修复的需要,提出下一步应加强海洋造礁生物生态特征、海洋造礁生物种群丧失因素和海洋生物礁保护与修复基础理论等方面研究.

本研究通过监测浙江健跳港牡蛎礁海域的牡蛎幼体补充量,并开展田间实验,比较了两种底物(牡蛎壳、岩石)的牡蛎附着效果,从而确定合理的牡蛎礁修复方式,推荐适宜的建礁材料.结果显示:牡蛎自然补充群体中共有4种牡蛎,即近江牡蛎(Crassostrea ariakensis)、熊本牡蛎(C.sikamea)、福建牡蛎(C.angulate)和猫爪牡蛎(Talonostrea talonata),补充量中以熊本牡蛎占绝对优势,相对丰度达95％以上.牡蛎补充量介于0～44 200个/m2,月平均补充量为(7 165±1 246)个/m2.附着底物筛选实验结果表明潮区(P＜0.001)和底物类型(P=0.004)均显著影响牡蛎补充量,两因子之间存在显著的互作效应(F1.16=8.214,P=0.011).4个实验组间附着牡蛎密度的排序为:高礁区岩石＞高礁区牡蛎壳＞低礁区岩石=低礁区牡蛎壳(P＜0.05);相对于牡蛎壳,岩石是更为适宜的牡蛎附着底物.本研究得出浙江健跳港牡蛎礁为底物受限型,可在退化礁区投放岩石修复牡蛎礁.

通过高通量测序和qPCR技术对象山港4种典型生境(牡蛎养殖区OA、海带养殖区SA、自然岛礁区NR、人工鱼礁区AR)和对照区CK的沉积物反硝化细菌丰度和群落结构进行了测定分析,并探讨了反硝化细菌群落与环境因子之间的相关关系.结果表明:沉积物nirK型反硝化细菌丰度在5种生境间没有显著性差异,而沉积物nirS型反硝化细菌丰度排序为AR＜OA=SA = NR = CK;在每种生境中,沉积物nirS型反硝化细菌丰度和多样性指数均显著高于nirK型.非度量多维排序(NMDS)结果显示:AR中沉积物nirK型反硝化细菌群落与其他4种生境显著不同,而AR中沉积物nirS型反硝化细菌群落结构与OA、NR和CK显著不同,与SA无显著差异.RDA分析结果显示:沉积物nirK型反硝化细菌群落与TOC具有显著相关性,而沉积物nirS型反硝化细菌群落与各个理化因子的相关性均不显著.总体而言,象山港5种生境中沉积物反硝化细菌的丰度和群落多样性均较高;而5种生境中,AR中沉积物反硝化细菌的丰度和群落多样性相对较低,且群落结构与其他4种生境显著不同.

捕食是影响牡蛎种群建立和牡蛎礁发育的重要生物因子之一.通过室内受控实验测定了日本蟳(Charybdis japonica)、脉红螺(Rapana venosa)和黄口荔枝螺(Thais luteostoma)对 4组规格(W1:壳高 10-20mm;W2:壳高20-30mm;W3:壳高30-40mm;W4:壳高＞40mm)近江牡蛎(Crassostrea ariakensis)和熊本牡蛎(C.sikamea)的捕食偏好性和捕食效率.双因子方差分析结果表明,日本蟳对2种牡蛎的捕食效率没有显著性差异(P＞0.05),但牡蛎规格大小显著影响着日本蟳的捕食效率(P＜0.05),即日本蟳对W1组近江牡蛎的捕食效率显著高于W2和W4组(P＜0.05),W3组的被捕食效率介于中间(P＞0.05);日本蟳对W1组熊本牡蛎的捕食效率显著高于W2和W3组(P＜0.05),W4组的被捕食效率与其他处理组均没有显著性差异(P＞0.05).牡蛎种类(P=0.590)和规格大小(P=0.357)对脉红螺的捕食效率均无显著性影响,不同规格的两种牡蛎均呈现较低的被捕食效率.黄口荔枝螺对2种牡蛎的捕食效率无显著性差异(P=0.917),但牡蛎规格大小显著影响其捕食效率(P=0.035),即对W1组熊本牡蛎捕食效率显著高于其他3个规格组(P＜0.05),但其对不同规格近江牡蛎的捕食效率没有显著性差异(P＞0.05).2种牡蛎的壳厚与其壳高之间均存在极显著的正相关关系(P＜0.001).研究结果表明,3种无脊椎动物捕食者对近江牡蛎和熊本牡蛎并未表现出差异性的捕食偏好,但对不同规格牡蛎的捕食效率具有种间差异.

海洋环境中微生物群落结构和多样性是海洋生态系统结构和功能评估的重要指标.为了解象山港海域浮游细菌的群落特征,比较不同生境类型中菌落组成和结构差异,进而分析不同生境水体中菌落差异的形成原因,本研究利用16S rRNA高通量测序技术评估了象山港海域的网箱养殖区、牡蛎养殖区、人工鱼礁区和天然对照区等4种生境类型中海水细菌的群落结构和多样性.结果 表明:在海水样本中共检测到46个门类的细菌,其主要类群包括变形菌门(Proteobacteria,50.74％)、蓝细菌门(Cyanobacteria,13.80％)、放线菌门(Actinobacteria,13.51％)、厚壁菌门(Firmicutes,10.02％)和拟杆菌门(Bacteroidetes,9.63％);4种生境类型中,人工鱼礁区、天然对照区和牡蛎养殖区生境海水样品中的优势细菌群落组成较接近,三者与网箱养殖区菌群存在较大的差异(P＜0.05);人工鱼礁区域具有较高的细菌丰度和多样性水平,而牡蛎养殖区和网箱养殖区细菌丰度和多样性较低,其中网箱养殖区最低;牡蛎养殖区海洋环境相对较稳定,微生物群落结构和多样性未发生明显的变化;人工鱼礁的投放改善了海域生态环境,有利于该海区细菌结构的多样性和稳定性,而近海海区的网箱养殖活动使细菌群落结构向多样性降低的不稳定结构变化.

牡蛎礁作为重要的海岸带生态系统,具备水质净化、提供栖息地等多种生态系统服务功能.为了解国内外牡蛎礁研究的现状与热点,分别以Web of Science核心合集数据库和中国期刊全文数据库为数据源,通过国内外发文趋势分析、高频关键词分析、关键词共现和聚类分析及主题时间演变分析等,分析牡蛎礁研究热点与趋势.研究结果表明:(1)国际与国内牡蛎礁研究发文量总体呈现上升趋势,但国内研究增长速率低于国际研究;(2)牡蛎礁生态恢复研究是国内外研究的共同关注点,但国内相关研究起步较晚;(3)以外,国际上对牡蛎礁的研究更加关注生态系统服务功能、气候变化等,而国内主要倾向于从地质学角度进行研究;(4)近年来,气候变化成为国际牡蛎礁研究新的热点,但国内对此关注较少.本研究将为了解当前国内外牡蛎礁研究现状及发展态势提供借鉴,并为我国牡蛎礁保护与修复方面的政策制定、科学研究等工作的开展提供情报参考.

牡蛎礁是生态系统服务价值最高的海洋生境之一,目前我国自然牡蛎礁分布和生态现状的基础信息仍然较缺乏.于2019年3月对河北唐山曹妃甸-乐亭海域自然牡蛎礁的空间分布、生态环境、牡蛎生物学和礁体动物群落开展了调查,并评估了该牡蛎礁的生态系统服务价值.该海域自然牡蛎礁分布于溯河(SR)、溯河口海域(SRE)和捞鱼尖海域(LYJ),总面积约15 km2,是目前我国面积最大的自然牡蛎礁.基于96个牡蛎样品的16S rDNA检测,共识别出92个长牡蛎Crassostrea gigas、3个侏儒牡蛎Nanostrea fluctigera和1个巨蛎属未知种Crassostrea sp..自然牡蛎礁中牡蛎平均密度介于104-3912个/m2之间,不同礁区间牡蛎平均密度的大小排序为:SRE＞SR＞LYJ(P＜0.05),平均生物量的大小排序为:SR＞SRE＞LYJ(P＜0.05),平均壳高的大小排序为:SR＞SRE=LYJ(P＜0.05).在该牡蛎礁内记录到49种礁体动物,其中软体动物16种、节肢动物16种、环节动物8种、棘皮动物5种、腔肠动物2种、星形动物和脊索动物各1种;礁体动物群落平均总密度介于28-552个/m2之间,不同礁区间大小排序为:SRE＞SR＞LYJ(P＜0.05).牡蛎密度与礁体动物群落总密度和总生物量之间呈显著正相关(P＜0.05).该自然牡蛎礁如未受破坏,则其生态系统服务价值高达6.90×108元/年.该牡蛎礁是继海草场后在该海域发现的又一重要的温带海洋生境,是我国自然牡蛎礁地理分布的重大发现.建议加强该自然牡蛎礁的保护与修复,建设一个以牡蛎礁和海草场为核心的资源养护型国家级海洋牧场示范区.