珊瑚碎片尺寸与移植密度对珊瑚礁修复效率的优化机制研究

本研究系统探讨了珊瑚碎片尺寸与移植密度对珊瑚修复效率的影响，通过为期一年的实地监测（使用FRM框架礁模块），揭示了大尺寸碎片与低密度移植在部分物种中显著提升存活率与生长速率的规律，为珊瑚主动修复策略（如gardening approach）提供了关键参数优化依据。

　　

Highlight

合理的碎片尺寸与移植密度可有效提升珊瑚修复效率

Abstract

珊瑚修复技术对退化珊瑚礁的生态恢复至关重要，其中"珊瑚园艺法"（gardening approach）是全球主流修复手段。但修复成效受物种选择、碎片尺寸和移植密度等因素制约。本研究在海南蜈支洲岛通过"框架礁模块"（Framed Reef Modules, FRM）对四种珊瑚（Acropora hyacinthus、Acropora microphthalma、Porites cylindrica 和 Montipora digitata）进行逾一年监测，设置三种碎片尺寸与两种间距方案（组1：6 cm/16株/间距30 cm；组2：3 cm/32株/间距15 cm；组3：6 cm/32株/间距15 cm）。结果显示：A. hyacinthus 与 P. cylindrica 在大尺寸碎片与低密度移植下表现出更高生长与存活率；高密度条件下，小尺寸A. microphthalma碎片存活率更优；M. digitata的存活率受低密度移植显著促进，但生长率不受尺寸或密度影响。环境因子（水温、浊度、营养盐浓度）在移植后90-180天显著影响珊瑚生长，环境胁迫增强会抑制生长速率。本研究为珊瑚机会种直接移植中碎片尺寸与间距的选择提供了科学依据。

Introduction

全球珊瑚礁正经历空前退化，生态保护面临严峻挑战。珊瑚作为海洋生态系统的关键组成部分，在维持生物多样性、海岸防护、渔业支持及旅游经济方面具有核心作用。然而气候变化、海洋酸化、过度捕捞及污染等因素加剧了珊瑚礁退化。在此背景下，珊瑚移植成为 reef restoration（礁体修复）的重要途径，其通过 nursery cultivation（ nursery 培育）珊瑚幼体与碎片，待生长至合适规模后移植至退化礁区（即珊瑚园艺法）。该方法可快速提升局部礁区 substrate coverage（基质覆盖率）与生物多样性，支持珊瑚群落恢复。在严重退化区域，珊瑚园艺法能提供快速修复方案，国际多项实践已验证其生态改善成效。

修复成功率与长期有效性受环境、气候及生物因素（如遗传多样性、地理种源、物种组成）共同影响。其中物种选择、碎片尺寸与移植密度是决定修复效果的关键生物学参数，移植方案的具体设计也直接影响成果。碎片尺寸对移植后存活与生长的影响存在物种间甚至种内差异：部分研究支持大尺寸碎片生长优势，另一些则发现小尺寸更具适应性。同样，移植密度通过调控种间竞争影响群落重建，适当降低密度与增加间距可减少物理干扰，提升存活率。

当前研究多缺乏对珊瑚物种、碎片尺寸、移植密度及其时空变化的系统分析。本研究采用已应用四年的FRM装置（0.9×0.9 m，含16个移植位点），通过分析四种珊瑚在不同尺寸与密度下的生长率、存活率及生理参数，揭示长期适应性与物种特异性响应规律。