岩礁潮间带微生境中贻贝分布动态与持久性的评估与建模

研究人员通过无人机航拍和马尔可夫链模型，揭示了岩礁潮间带关键物种地中海贻贝（Mytilus galloprovincialis）分布的年际动态（损失率56%-80%），阐明了潮位高度对种群持久性的主导作用，为环境变化下的生态系统工程种空间响应机制提供了厘米级精度的创新研究范式。

　　

在波澜壮阔的潮间带生态系统中，岩礁表面的贻贝群落如同天然的生物工程师，它们的存亡直接影响着整个生态系统的结构与功能。然而，这些固着生物的命运正面临巨大挑战——气候变化引发的环境波动与局部微生境条件的复杂交互，使得预测其分布动态成为生态学界的重大难题。传统研究多聚焦大尺度气候响应，却忽视了决定个体存亡的关键微尺度过程。法国布列塔尼西部海岸的"Le Petit Minou"站点，因其独特的双岩礁结构和显著的潮差，成为破解这一科学谜题的天然实验室。

布列塔尼大学的研究团队创新性地将无人机厘米级遥感与马尔可夫链建模相结合，对地中海贻贝（Mytilus galloprovincialis）展开为期一年的追踪。研究覆盖两处总面积达6,620 m²的岩礁（西岸3,121 m²，东岸3,499 m²），通过高精度图像分析量化了贻贝覆盖区域的损失、新增与持续状态，并首次系统评估了潮位高度、微生境坡度与朝向对分布动态的层级影响。

关键技术方法包括：1）无人机航拍获取1 cm分辨率影像；2）机器学习图像分类（Kappa指数>0.79）；3）马尔可夫链模型计算持久性、恢复力（resilience）及平衡恢复时间；4）微生境地形参数（坡度、朝向）与潮位高度的空间关联分析。

主要研究结果

Accuracy of the identified mussels’ distribution dynamics
影像分类准确率达93%-98%，Kappa指数证实贻贝识别可靠性，为后续动态分析奠定基础。

Mussel’s distribution dynamics
年度动态显示：西岸贻贝损失面积达80%，东岸为56%，损失主要集中于潮间带顶部与底部边缘。潮位高度对分布动态的解释力最强（层级权重：岩礁位置>潮位高度>微生境特征），中等潮位区表现出最高持续率。

Discussion
颠覆性发现是：尽管潮间带边缘贻贝损失严重，但其恢复力（resilience）反而更高，通过马尔可夫模型测算的持久时间在此区域最短，但再 colonization 概率提升，形成动态平衡。微生境坡度与朝向的影响较弱，说明潮汐冲刷与暴露时间仍是主导因素。

Conclusions and perspectives
该研究开创性地将无人机遥感与生态模型结合，揭示：1）潮位梯度是驱动贻贝分布动态的核心因素；2）边缘种群通过高恢复力维持系统稳定性；3）厘米级监测可预警环境变化的长期生态效应。为预测气候变化下生态系统工程种的分布演变提供了新范式。

这项发表于《Marine Environmental Research》的研究，不仅为潮间带保护划定了关键潮位阈值，其"宏观监测+微观建模"的方法体系更可推广至珊瑚礁、海草床等敏感生态系统。正如作者所言："当无人机掠过潮间带，我们捕捉的不仅是当下的生态图景，更是通往未来气候适应策略的时空密码。"