《Diversity》：Early Biodiversity Responses to Underwater Marble Sculptures Deployed as Artificial Reefs: First Scientific Assessment of a Conservation Initiative in the Northern Tyrrhenian Sea
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海洋沿岸生态系统日益受到栖息地退化和结构复杂性丧失的影响，对生物多样性产生负面后果，尤其是在地中海。在Talamone沿海地区（北第勒尼安海），额外的局部压力包括非法底拖网捕捞事件；然而，该地区的反拖网减缓措施已通过沿海投放混凝土块来实施，而水下艺术装置的构思
海洋沿岸生态系统日益受到栖息地退化和结构复杂性丧失的影响，对生物多样性产生负面后果，尤其是在地中海。在Talamone沿海地区（北第勒尼安海），额外的局部压力包括非法底拖网捕捞事件；然而，该地区的反拖网减缓措施已通过沿海投放混凝土块来实施，而水下艺术装置的构思主要是为了增强栖息地异质性，支持保护宣传并促进社区参与。本研究对由“Casa dei Pesci”协会发起的一项基于艺术的海洋保护倡议提供了首次系统的科学评估，该倡议以投放水下大理石雕塑作为基于自然的人工鱼礁结构为基础。2024年9月，五尊大理石雕像被投放于Baia del Cannone，并使用标准化的水下视觉普查技术进行了为期一年的监测，以评估与新引入的硬底质相关的早期生物多样性和群落响应，考量了底栖覆盖率和多样性、鱼类丰度及群落组成，以及雕塑上的生物定殖。结果显示了明显的早期定殖模式，雕塑支持了多样化的鱼类群落，并在以软底为主的环境中增加了局部栖息地异质性。本研究为未来的长期监测提供了基线生态数据，并支持了对水下大理石艺术品作为补充性基于自然干预措施的评估。然而，人工鱼礁也可能产生生态权衡，需要对地中海沿岸生态系统中的潜在生物多样性效益和意外影响进行长期监测。
海洋沿海生态系统为社会提供重要服务，但目前正面临由人类压力和栖息地退化驱动的快速生物多样性丧失。在地中海这一全球海洋生物多样性热点地区，气候变化、沿海开发、污染和破坏性捕捞（如底拖网）严重影响了栖息地质量和生态系统恢复力。虽然人工鱼礁被广泛用于栖息地修复和渔业增殖，但其生态效应仍存在争议，可能存在吸引或重分布生物、改变群落组成甚至促进非本地物种定殖的负面效应。近年来，水下文化和艺术装置作为次生栖息地的生态作用逐渐受到关注。在意大利Talamone沿海地区（北第勒尼安海），历史上曾存在非法底拖网活动，非营利组织“Casa dei Pesci”在该海域投放了混凝土块以机械性阻止非法拖网，并同时投放水下大理石雕塑，旨在丰富栖息地、提升生物多样性并增强环保意识。为了系统评估这些作为基于自然的人工鱼礁的水下艺术品在早期的生态效应，研究人员开展了此项研究，论文发表在《Diversity》上，为未来的长期监测提供了定量基线。
研究团队在意大利托斯卡纳北第勒尼安海Talamone的Baia del Cannone海域部署样本队列。2024年9月，投放了5尊各重约12吨的大理石雕塑，并在一年的时间里分5个季节进行监测。主要方法包括：在3条20米长的样带上采集15个50×50 cm的照片样方，并使用photoQuad软件的随机点计数法量化底栖群落覆盖率和多样性；在同一区域进行水下视觉普查以记录鱼类丰度和群落组成；潜水员对雕塑的暴露面和庇护底面进行2分钟的定性观察以记录生物类群的存在。数据分析采用广义线性模型（GLM，一种扩展传统线性回归的统计模型）和基于置换的多元方差分析（PERMANOVA，一种非参数统计方法，用于检验多变量群落差异）等统计技术。
研究结果
3.1. 照片样方调查
通过对照片样方数据的分析发现，雕塑周围的底栖群落主要由小型结皮藻类、Caulerpa prolifera、裸露底质和Posidonia oceanica等少数几个常见组分主导。研究结果表明，底栖覆盖率的时序变化有限且在不同样带间存在空间差异，其中T1和T3样带在3月时C. prolifera覆盖率显著下降而裸露底质增加。Alpha多样性（Alpha diversity，即生境中的物种多样性）指标整体变化有限，仅在8月T2样带的香农多样性显著增加，表明这是现存底栖组分相对覆盖率的局部重新分布，而非新分类群的增加。
3.2. 鱼类群落组成
基于水下视觉普查数据，单变量分析表明鱼类总丰度、物种丰富度和香农多样性在不同调查日期间没有显著差异。然而，多元统计分析显示鱼类群落组成存在显著的时序结构变化。相似性百分比分析表明，早期群落主要由Atherina hepsetus等集群鱼类主导，而到了10月，Coris julis、Diplodus vulgaris等与结构化栖息地相关的物种丰度增加或新出现。这表明在硬底质引入软底环境后的早期，主要是栖息地利用的逐渐重分布，而非总体数量的增加。
3.3. 雕塑上的定性观察
对雕塑暴露面和底部的定性观察分析表明，群落组成受调查日期和微栖息地的双重显著影响。暴露面的时序演替较强，从6月开始逐渐定殖了Padina pavonica、Balanus perforatus等表生生物，并出现了早期营养关系；而庇护底面的演替较弱，主要由Apogon imberbis和Holothuria poli等与隐蔽栖息地相关的物种占据。此外，雕塑间的定殖速率和程度也存在异质性，其中S1雕塑在暴露面上获得了最多的分类群。
讨论部分指出，由于研究缺乏对照区且仅持续一年，观察到的时序变化不能完全归因于雕塑的投放，也可能受到季节性波动的影响。周围软底环境在第一年内仍主要受其自身斑块性和季节动态控制，雕塑并未引起周围底栖群落的显著改变。鱼类群落的组成变化反映了新结构引入后栖息地利用的早期调整，而非实际的生产增加。雕塑本身则经历了典型的硬底质定殖过程，微栖息地的分化随时间推移而增强。
研究结论部分翻译如下：第一年的监测揭示了投放大理石雕塑后的三个主要生态响应。通过照片样方采样评估的周围软底栖群落仅表现出有限且局限于空间的改变，监测区域内无明显的大规模底栖重组迹象。相比之下，鱼类群落组成的时序变化比丰度变化更为明显，表明这是栖息地利用的早期调整，而非鱼类数量的立即增加。最显著的响应直接体现在雕塑上，经过几个月的表栖动物定殖和移动生物的出现，暴露和庇护群落逐渐分化。这些发现表明，大理石装置迅速成为局部的生境构建结构，其影响在结构本身上最为强烈，而在邻近软底环境中第一年内影响依然微弱。投放后第一年应被解释为栖息地定殖和动物群重组的初始阶段，而非成熟鱼礁发育或鱼类生产增加的证据。
