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牡蛎礁是关键的界面栖息地，支撑着沿海和海洋生物多样性，并增强了蓝碳栖息地的多种生态系统服务，包括水体过滤和海岸线稳定。然而，尽管具有这种生态价值，牡蛎礁在全球范围内已遭受严重衰退。由于缺乏对牡蛎礁生态系统服务的系统性经济估值，修复区域的优先排序存在深度不确定性
牡蛎礁是关键的界面栖息地，支撑着沿海和海洋生物多样性，并增强了蓝碳栖息地的多种生态系统服务，包括水体过滤和海岸线稳定。然而，尽管具有这种生态价值，牡蛎礁在全球范围内已遭受严重衰退。由于缺乏对牡蛎礁生态系统服务的系统性经济估值，修复区域的优先排序存在深度不确定性，从而制约了协调一致的大规模跨界保护、修复、生态工程努力和政策。本研究创新性地引入并估算了总生态潜力（Gross Ecopotential），即生态系统生产总值（Gross Ecosystem Product, GEP），将其作为基于生态适应度（ecological fitness）的礁体生态系统服务系统性指标。适应度通过全球约9.2公里分辨率的栖息地适宜性（Habitat Suitability, HS）进行评估。生态潜力被计算为一个多标准的社会-生态价值函数，结合了潜在牡蛎贸易价值，以及对量化的贝壳碳组分、水体过滤和营养物去除的货币化情景。对邻近植被蓝碳栖息地的潜在影响作为概念性路径进行了讨论，但未纳入数值碳估值。研究人员重点指出了十个热点国家——美国、澳大利亚、智利、中国、日本、韩国、阿根廷、法国、德国和意大利——这些国家的HS和修复机会最高。海底光照可用性和最低初级生产力（反映浮游植物生物量）成为牡蛎礁HS和GEP的主要全球驱动因素。在参考阈值（HS ≥ 0.65）下，约23%预测的高HS栖息地与所评估的海洋和沿海保护区网络重叠，而热点分析中约10%的高HS网格单元与观测记录重合。由于仅存在记录档案不完整且采样不均，无观测记录的高HS网格单元被解释为进一步调查的候选区域，而非确认的牡蛎缺失区。水文地貌分析表明，生态系统形态通过不同的生态流路径驱动GEP：约72%的礁体位于河口，21%位于泻湖或海湾入口，7%位于河流三角洲。研究结果突显了当保护、修复和再生作为具有系统性和全球影响的相互关联行动时，牡蛎礁可观的GEP。所提出的GEP方法整合了公开可得的社会-生态和经济数据，为修复规划产生了决策相关的优先见解。研究提供了数字生态信息（Digital Eco-Information）图层，识别了具有高GEP的现有和潜在礁体栖息地，包括其水文地貌流和级联生态系统服务。该模型易于适配更高质量的数据，并可广泛扩展至其他生物成因物种和栖息地，为蓝碳生态系统管理和未来情景开发提供了一个可扩展的基线。
研究背景、现存问题与研究意义
牡蛎礁作为关键的沿海界面栖息地，是支撑海洋生物多样性的基础，并提供水体过滤、海岸线稳定等多种蓝碳生态系统服务。然而，过去一个世纪全球牡蛎礁面积减少了超过85%，尤其是在受人类活动和气候变化影响严重的河口和三角洲地区。尽管其生态重要性日益得到认可，但大规模牡蛎礁保护和修复仍面临三大主要障碍：第一，缺乏全球尺度的栖息地适宜性评估，无法确定现有和潜在的礁体形成区域；第二，牡蛎礁的生态和经济价值很少在局部背景之外进行量化，以往估值通常只考虑收获价值，而非更广泛的生态系统服务组合；第三，牡蛎礁很少被明确纳入更广泛的蓝碳系统考量。这些空白限制了政策制定者对修复投资进行优先级排序，以及将牡蛎礁纳入气候适应和蓝碳战略的能力。为此，研究人员引入了“生态潜力”（ecopotential）的概念，旨在通过整合生态栖息地适宜性与生态系统服务的社会经济价值，提供一个系统性的全球评估框架，为保护与修复规划提供决策依据。
关键技术方法概述
研究人员采用了六阶段分析方法。首先，从全球生物多样性信息机构（GBIF）和iNaturalist获取牡蛎科（Ostreidae）的仅存在观测记录。其次，从Bio-ORACLE v2数据库提取了九个当代底栖环境预测变量，包括海底平均光照、最低初级生产力、温度范围等，所有数据统一至约9.2公里分辨率。第三，应用最大熵模型（MaxEnt）对栖息地适宜性（HS）进行建模和预测。第四，通过ENMeval包进行模型校准，使用AICc和交叉验证AUC评估模型性能。第五，将连续的HS表面分类，并与国家和保护区边界进行空间叠加分析。第六，将高HS区域与标准化的生态系统服务和经济估值情景相链接，量化了牡蛎贸易价值、贝壳碳组分、水体过滤和营养物去除的价值。
研究结果
3.1 牡蛎礁栖息地生态潜力的保护与修复
通过MaxEnt模型，研究人员绘制了全球相对环境适宜性地图，模型AUC值为0.90。分析显示，海底光照可用性是主导预测因子，贡献率超过40%，其次是最低初级生产力和温度范围。这表明牡蛎礁分布与底栖光照条件、生产力梯度和热变异性紧密相关。全球适宜性模式高度集中在十个热点国家：美国、澳大利亚、智利、中国、日本、韩国、阿根廷、法国、德国和意大利。在这些国家中，高HS面积总计295,691平方公里，但仅有10.04%的高HS网格单元与存档的观测记录重合。全球范围内，约23%的高HS栖息地与现有海洋保护区网络重叠，表明大部分高潜力区域尚未受到保护。
3.2 十大适宜性热点国家及其地貌特征
在十个热点国家中，最常见的返回分类单元名称各不相同，例如智利为智利牡蛎（Ostrea chilensis），美国为弗吉尼亚牡蛎（Crassostrea virginica），中国为熊本牡蛎（Magallana sikamea）。在地貌背景方面，全球约72%的牡蛎礁与河口相关，21%与泻湖或海湾相关，7%与河流三角洲相关。这些地貌类别并非互斥，许多礁体系统位于过渡性或复合型环境中。
3.3 贝壳碳组分与水体过滤能力
在标准化参数情景下，美国、澳大利亚和智利拥有最大的面积缩放指标。估算的贝壳碳组分分别为492万、443万和295万吨碳。这些数值代表假定现存贝壳成分中的碳含量，并非观测到的碳储量或年封存率。相同情景下的日过滤能力分别为美国77.58千万亿升、澳大利亚69.92千万亿升和智利46.58千万亿升。
3.4 基于礁体的牡蛎养殖潜在经济价值：效益与风险
经济评估揭示了双重目的：既强调恢复栖息地作为生计和贸易来源的潜在效益，也识别出因国际需求集中于生物多样性热点而产生的生态压力风险。智利的静态总生物量价格情景值最大（约6.35万亿美元），其次是阿根廷（2.74万亿美元）和美国（1.31万亿美元）。这些是上限筛选情景，而非修复或投资计划。
3.5 牡蛎礁的全球生态系统产品
在十个热点国家中，美国在氮去除（约138亿美元）、贝壳碳情景（约25亿美元）和水体净化（约88亿美元）方面的面积缩放价值最高。只有氮去除系数在本框架中被明确表示为年流量，因此各组成部分不应直接相加或解释为单一的年国家回报。
总结与讨论
本研究通过引入生态系统生产总值（GEP）框架，首次在全球尺度上对牡蛎礁的生态潜力进行了系统性经济估值。研究发现，海底光照和初级生产力是全球牡蛎礁栖息地适宜性的主要驱动因素，并识别出十个具有最高修复潜力的热点国家。大多数高适宜性区域目前未被海洋保护区覆盖，且与现有观测记录的重合度很低，表明大量潜在栖息地有待进一步调查。研究提供的数字生态信息图层和可扩展的模型框架，能够为蓝碳生态系统管理和未来情景开发提供可调整的基线，有助于将保护、修复和再生作为具有系统性和全球影响的相互关联行动来推进。
