《Scientific Reports》：In situ growth rates of cold-water corals fouling oceanographic moorings in the Central Mediterranean Sea
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本研究针对冷泉珊瑚（CWCs）生长动态数据匮乏的难题，通过分析意外滞留海底的海洋潜标这一独特自然实验，首次量化了地中海中部深水珊瑚Desmophyllum dianthus在人工基质上的原位生长速率。研究发现其线性生长速率高达8.06±0.41 mm yr-1，远超既往认知，为EU Nature Restoration Law框架下的深海珊瑚栖息地修复目标提供了关键的生长基准与时间框架，具有重要的科学指导价值。
在深邃、寒冷、不见阳光的海洋深处，存在着如同陆地热带雨林般生机勃勃的生态系统——冷泉珊瑚（Cold-Water Corals, CWCs）群落。这些由石珊瑚虫构建的复杂三维结构，是众多深海生物的栖息地、觅食场和庇护所，堪称深海的“生物多样性热点”。然而，这些脆弱的生态系统正面临着底拖网渔业、海洋垃圾以及气候变化带来的多重威胁。尽管采取被动保护措施至关重要，但对于已经退化的珊瑚栖息地，主动的生态修复行动显得愈发迫切。欧盟《自然恢复法案》（EU Nature Restoration Law）更是设定了到2030年恢复至少20%退化海洋区域的宏伟目标。然而，将宏伟目标转化为实际行动面临巨大挑战，一个核心瓶颈在于我们对深海珊瑚最基本的生态学参数，例如物种特异性的生长速率，知之甚少。以往的研究，如对Desmophyllum dianthus的放射性定年结果显示，其线性生长速率仅为每年0.1至3.1毫米，这导致科学家们普遍认为深海珊瑚生长极其缓慢。如果基于这样的低速生长模型来规划修复项目，预计的恢复时间将长达数百年，这无疑会打击修复行动的积极性。那么，深海珊瑚的真实生长潜力究竟如何？是否存在某些条件下它们能生长得更快？这些问题对于制定现实可行的深海修复路线图至关重要。
幸运的是，科学探索有时会收获“意外之喜”。在意大利南部亚得里亚海，两个海洋观测潜标（Mooring EE和BB）为回答上述问题提供了绝佳的“自然实验”机会。潜标EE在约1200米水深的南亚得里亚海海盆部署后意外丢失部分结构，其下部约20米长的段落在海底矗立了四年（2020-2024年）。2024年，研究人员利用遥控无人潜水器（ROV）对其进行了精细调查，发现其部件上附着了大量生物，其中主要是珊瑚Desmophyllum dianthus。另一个潜标BB位于巴里峡谷（Bari Canyon）约500-600米水深处，在部署一年后按计划回收，其上附着的珊瑚个体被直接采集为实体样本。这两个互补的数据集，一个提供了基于高清影像的四年生长记录，另一个提供了一年期的实体样本测量数据，使得研究人员能够首次对地中海中央海域的D. dianthus进行精确的原位生长速率评估。
为了开展这项研究，研究人员主要运用了以下几项关键技术：利用装备有高清摄像系统和精确定位USBL系统的ROV对滞留的EE潜标进行水下视频采集和图像抓取；通过图像分析软件（如R语言的ImageR包）并结合激光标尺或潜标部件已知尺寸作为比例尺，对ROV视频帧中珊瑚个体的线性尺寸进行精确测量；对从BB潜标回收的实体珊瑚样本进行显微镜下的形态学鉴定和长度测量；同时，收集两个潜标上搭载的CTD（Conductivity, Temperature, Depth）传感器和海流计记录的长期温度、盐度和海流数据，以分析珊瑚生长环境的物理特征。
研究结果
潜标EE和BB上的大型生物附着情况
ROV调查显示，在EE潜标垂直剖面（1171-1194米）上共观察到182个珊瑚标本，全部鉴定为Desmophyllum dianthus。珊瑚个体分布在所有有仪器部署的深度范围内，其中在塑料笼状结构（1179米）上密度最高，承载了55个标本（占总数的30.22%）。附着在SeaCat仪器（1182米）和声学释放器（1190米）上的标本分别为39个和18个。珊瑚附着数量沿潜标向上递减。而在BB潜标上，则在不同的浮标组和声学释放器附近（约571-605米深度）共发现了4个D. dianthus个体。
生物体尺寸与生长速率估算
通过对ROV视频帧的分析，测得EE潜标上珊瑚种群的平均尺寸为32.24 ± 1.66毫米（平均值±标准误）。不同深度和潜标部件上的珊瑚尺寸分布相对均匀，无显著统计学差异。基于潜标部署时间（5年）并假设珊瑚在部署后立即附着，估算出D. dianthus的平均线性生长速率为8.06 ± 0.41毫米/年。而从BB潜标回收的实体样本显示，其一年的线性延伸平均值为6.5 ± 0.6毫米。
海洋学数据
潜标记录的海洋学数据揭示了研究站点的物理环境。BB潜标（巴里峡谷，600米深）的温度范围在13.78至14.75°C之间，盐度在38.73至38.98 PSU之间，底层平均流速为0.035 ± 0.0014米/秒。EE潜标（南亚得里亚海海盆，1194米深）的温度范围在12.97至13.67°C之间，盐度在38.72至38.93 PSU之间，平均流速较高，为0.064 ± 0.07米/秒，最大流速可达0.49米/秒。这些条件，特别是EE潜标处较强的海流，属于该区域典型的水动力事件特征。
研究结论与意义
本研究通过对两个海洋潜标上附着的冷泉珊瑚Desmophyllum dianthus进行详细分析，得出了几项关键结论。首先，该物种在人工基质上表现出惊人的快速生长能力，影像估算的四年平均线性生长速率（8.06毫米/年）和实体样本测量的一年生长量（6.5毫米）均显著高于以往通过放射性定年等方法获得的大多数记录（0.1-3.1毫米/年）。这种快速生长可能反映了珊瑚早期生命阶段的特征，符合渐近式生长模式。其次，研究所处的巴里峡谷环境，受密集水 cascading 事件影响，能带来丰富的有机颗粒食物，同时潜标悬空的结构避免了海底沉积物的干扰，创造了有利于珊瑚幼虫附着和生长的微生境。较强的海流可能通过增强食物供应和减少沉积物沉降进一步促进了生长。
这项研究的发现具有多重重要意义。最为直接的是，它为冷泉珊瑚的自然生长提供了罕见的、有时间界限的原位数据基准，使得未来的生态修复计划可以建立在更现实的生长预期和时间框架上。其次，它强有力地证明了适当设计和放置的人工结构（如科研潜标）可以成为珊瑚招募的有效基质，这为将工程结构或改造后的基础设施纳入主动修复策略提供了科学依据。尽管基于单个案例需要谨慎解读，但本研究获得的具体生长数据，对于正在制定和实施的深海修复倡议（如响应EU Nature Restoration Law）而言，无论是设定目标还是进行适应性管理，都提供了一个极其宝贵的参考点。它挑战了深海珊瑚必然生长缓慢的传统观念，为在人类活动影响日益加剧的背景下，积极干预以恢复和维持这些珍贵的深海生态系统带来了新的希望。
