大堡礁近岸珊瑚礁中大型藻类群落结构与组成对珊瑚补充动态的关键影响

这篇研究通过40个1 m2实验样方，系统探究了大堡礁磁岛近岸海域大型藻类群落（如冠层藻类Sargassum、Turbinaria与下层藻类Lobophora、Hypnea）对珊瑚补充的抑制作用。研究发现冠层藻类（尤其Sargassum）使珊瑚补充量降低5倍，其高度与密度是关键限制因子，而Lobophora的化感作用进一步抑制幼体存活。该研究为珊瑚礁退化后生态恢复提供了关键机制解析。

　　

摘要
近岸珊瑚礁生态系统中，珊瑚覆盖率下降常伴随大型藻类（macroalgae）的扩张。本研究通过40个1 m²实验样方，量化了大堡礁磁岛佛罗伦萨湾浅礁区冠层藻类（如Sargassum、Turbinaria）与下层藻类（如Lobophora、Padina）对珊瑚补充的影响。结果显示，冠层藻类存在区域的珊瑚补充量比无冠层区域低84%，其中Sargassum和Lobophora的抑制作用最显著。自然珊瑚尺寸分布调查进一步验证：小型珊瑚（<20 cm）仅出现在冠层藻类低密度区域。

引言
气候变暖和人为干扰导致全球珊瑚礁退化，死亡珊瑚骨架常被大型藻类快速占据。尽管藻类普遍被认为抑制珊瑚补充，但其分类组成和结构差异的影响尚不明确。本研究首次通过原位实验解析藻类群落结构与珊瑚补充的关联，重点关注冠层藻类形成的物理屏障与特定藻类（如Lobophora）的化感作用。

方法
实验在3 m深礁脊布设四类处理样方：无藻类、仅冠层藻类、仅下层藻类、混合藻类群落。采用PVC瓷砖量化珊瑚幼体补充，并通过显微镜统计幼体数量。同时调查自然礁区珊瑚尺寸分布与藻类群落参数（高度、密度、覆盖率）的关系。数据分析采用贝叶斯零膨胀泊松模型（Zero-inflated Poisson）和累积链接混合模型（CLMM）。

结果

1. 瓷砖补充实验：冠层藻类处理组的珊瑚补充量最低（0-1幼体/瓷砖），显著低于无藻类组（1-3幼体/瓷砖）。Sargassum覆盖率每增加10%，幼体数量下降35%；Lobophora覆盖率>8%时幼体减少50%。
2. 自然珊瑚分布：小型珊瑚（1-20 cm）仅出现在冠层高度<50 cm区域，而>40 cm珊瑚在冠层高密度区更常见。Sargassum覆盖率>30%的区域未发现<20 cm珊瑚个体。

讨论
冠层藻类（如Sargassum）通过物理屏障阻碍珊瑚幼体沉降，其季节性生长高峰（夏季达2 m）可能形成持续抑制。Lobophora的化感物质（如二溴酚类）则直接干扰幼体变态。值得注意的是，下层藻类Hypnea和Colpomenia未表现显著抑制效应，表明藻类影响存在高度分类特异性。该研究为珊瑚礁恢复中靶向清除关键藻类（如Sargassum）提供了理论依据。

创新与局限
首次在自然礁区同步验证藻类结构与组成的差异影响，但未解析藻类-微生物互作等潜在机制。未来需结合长期追踪与分子技术，揭示藻类抑制珊瑚补充的多途径作用网络。