造礁珊瑚生境条件直接影响鱼类和大型无脊椎动物群落的空间分布与稳定性：以美济礁为例

为解决珊瑚礁生态系统稳定性机制不明及传统监测方法局限性的问题，研究人员采用环境DNA(eDNA)代谢条形码技术，对南沙美济礁鱼类和大型无脊椎动物群落开展小尺度生境模型研究。结果表明：高珊瑚覆盖率区域(Hcrc)的物种多样性(TD)和系统发育多样性(PD)显著高于低覆盖率区域(Lcrc)，但功能多样性(FD)无显著差异；生态网络分析显示Hcrc群落以扩散限制(86.9%)为主导，而Lcrc群落受生态漂变(72.8%)影响更大。该研究首次整合eDNA多维度指标量化珊瑚覆盖梯度对群落稳定性的影响，为珊瑚礁保护提供新范式。

　　

珊瑚礁虽仅占海洋面积的0.1%，却孕育着全球25%的海洋物种，堪称"海洋热带雨林"。然而随着气候变化加剧，珊瑚白化现象日益严重，导致其三维结构简化、生态功能衰退。传统水下视觉普查(UVC)方法难以全面监测隐蔽物种，而环境DNA(eDNA)技术能突破这一局限，但如何利用其多维度数据评估珊瑚覆盖梯度对群落稳定性的影响仍是未解难题。

中国科学院南海海洋研究所的研究团队选择南沙群岛美济礁为研究对象，通过eDNA代谢条形码技术解析了珊瑚覆盖梯度下鱼类和大型无脊椎动物群落的响应机制。研究发现发表在《Ecological Indicators》的成果显示：高珊瑚覆盖率区域(Hcrc)维持着更复杂的生态网络结构，其关键功能类群得以保留，为珊瑚礁生态系统保护提供了全新视角。

研究采用12S rDNA和COI基因标记进行eDNA测序，结合珊瑚覆盖调查和海洋环境参数监测。通过BAT软件包计算α多样性指数，利用中性群落模型(NCM)和零模型分析群落构建机制，并采用Gephi软件构建共现网络评估稳定性指标。

群落组成与结构变化
eDNA检测到178种生物，聚类分析将站点分为Hcrc(19.5%覆盖率)和Lcrc(8.79%覆盖率)两组。Hcrc的TD_Hcrc和PD_Hcrc显著更高，但FD无显著差异，表明Lcrc仍保留关键功能物种。PCoA分析显示两组功能空间高度重叠，随机森林鉴定的前10种生物标志物功能特征相似。

群落稳定性差异
Hcrc生态网络节点(41个)和边(41条)数量更多，以刺尾鱼目(Acanthuriformes)和卵形目(Ovalentaria)为主(各占>10%)；Lcrc网络简化，主要由鲈形目(Perciformes)和金鳞鱼目(Holocentriformes)主导。NCM拟合度显示Hcrc(R²=0.222)比Lcrc(R²=0.17)受环境选择更强，零模型证实Hcrc以扩散限制(86.9%)为主，Lcrc则受生态漂变(72.8%)支配。

环境驱动因素
RDA分析表明：与高珊瑚覆盖区的距离、海表y流速与α多样性呈负相关，而造礁珊瑚覆盖率和海水潜温呈正相关。Hcrc群落由栉齿刺尾鱼(Ctenochaetus striatus)等关键物种驱动，Lcrc则依赖于褐梅鲷(Plectorhinchus chaetodonoides)等广布种。

这项研究首次整合eDNA多维度指标证实：珊瑚覆盖下降会削弱生态网络复杂性，但功能冗余机制暂时缓冲了功能多样性损失。值得注意的是，Lcrc区域功能冗余度低，一旦关键物种消失将引发级联效应。研究发现的环境选择-随机过程转换机制，为预测珊瑚退化生态系统的演变轨迹提供了理论框架。从刺尾鱼目到鲈形目的功能群替代现象，暗示珊瑚礁生态系统可能存在尚未认知的适应性重组途径。该成果不仅为珊瑚礁保护划定了关键物种红线，更开创了eDNA技术在生态稳定性评估中的新范式。