研究揭示沉积物负荷对珊瑚礁藻席生物多样性的影响

　　

中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境与岛礁生态全国重点实验室近海生态环境与生态安全研究团队珊瑚礁生态保护领域取得新进展。相关研究成果以“The Influences of Sediment Load on the Biodiversity of Algal Turfs in Coral Reef Ecosystems through Environmental DNA Analysis”为题，发表在环境科学领域期刊《Environmental Science & Technology》（1区Top）上，并选为副封面文章（图1）。研究第一作者为副研究员林先智，共同第一作者为副研究员柳阳，通讯作者为研究员张黎，合作作者有副研究员周岩岩、副研究员胡思敏、博士研究生张琛、研究员刘胜。

沉积物输入是全球珊瑚礁生态系统面临的最严峻威胁之一。全球超过40%的珊瑚礁正面临沉积物输入的风险，沉积物不仅会降低水体透明度、削减光照条件，还可能直接埋覆珊瑚并抑制其生长，同时干扰鱼类的摄食行为。然而，现有研究多集中于珊瑚等少数大型生物类群，对于沉积物如何影响构成珊瑚礁食物网基础的藻席（algal turfs）及其内部复杂生物群落，认知极为有限。

针对这一科学盲区，研究团队以我国南海典型珊瑚礁为研究区域，沿沉积物负荷梯度系统开展野外调查。研究创新性地采用了水下真空原位采样结合多标记环境DNA宏条形码技术，通过原核16S rRNA、真核18S rRNA和无脊椎动物COI三组引物，对藻席生物群落及其生境特征进行了全景式刻画（图2）。研究共鉴定出涵盖68个门、1,143个属的庞大生物类群。在沉积物负荷较低的短藻席中，原核与真核生物多样性较高，真核藻类（如红藻、甲藻和硅藻）是主要的初级生产者；而在沉积物负荷较高的长藻席中，蓝细菌成为绝对优势类群，在部分站位占16S序列比例高达62%。这一发现揭示了沉积物累积如何驱动藻席从“真核藻类主导”向“原核蓝细菌主导”的生态状态转变。结构方程模型分析进一步表明，在采样区域测定的25个生境相关参数中，高沉积物负荷下藻席冠层高度的增加，是导致原核生物多样性降低的重要因素。藻席冠层高度、沉积物质量与粒径等沉积物相关变量，分别解释了原核生物群落变异的25%和真核生物群落变异的28%，其影响远超水深、温度、溶解氧等其他环境因子。

综上，本研究表明，沉积物负荷升高与藻席生产者多样性的降低密切相关。长藻席中蓝细菌的单一优势化及真核藻类的减少，可能削弱珊瑚礁生态系统的初级生产力基础，同时通过抑制植食性鱼类的摄食活动，进一步加剧生态退化进程。这些发现为全面评估沉积物输入对珊瑚礁生态系统的风险提供了重要科学依据。

该研究获得国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、广东省科技计划项目、海南省自然科学基金及中国科学院南海海洋研究所专项基金等联合资助。

论文信息：Xianzhi Lin,^# Yang Liu,^# Yanyan Zhou, Simin Hu, Chen Zhang, Sheng Liu, and Li Zhang*. (2026). The Influences of Sediment Load on the Biodiversity of Algal Turfs in Coral Reef Ecosystems through Environmental DNA Analysis. Environmental Science & Technology. 60 (32): 22692–22706.

原文链接：https://www.nature.com/articles/s43247-025-02365-3

图1?副封面图

图2?基于环境DNA宏条形码技术揭示沉积物负荷对珊瑚礁藻席生物多样性的影响