《Ocean & Coastal Management》：A multidisciplinary monitoring framework to support sustainable management of an offshore artificial reef in the Mediterranean Sea
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人工鱼礁（artificial reef, AR）是一种有意识地放置于海床上的水下（或部分暴露于潮汐的）结构，旨在模拟天然岩质生境的某些功能，例如保护、再生、聚集和/或增强海洋生物资源种群，包括栖息地的保护和恢复。人工鱼礁采用天然和/或人造材料（如岩石、混凝土
人工鱼礁（artificial reef, AR）是一种有意识地放置于海床上的水下（或部分暴露于潮汐的）结构，旨在模拟天然岩质生境的某些功能，例如保护、再生、聚集和/或增强海洋生物资源种群，包括栖息地的保护和恢复。人工鱼礁采用天然和/或人造材料（如岩石、混凝土、钢材）建造，并设计成各种形状和配置（FAO等，2015；FIRA，2020）。人工鱼礁已在世界范围内广泛部署，以应对环境退化和生物多样性丧失，并通过栖息地恢复、防止非法捕捞以及为鱼类和大型底栖无脊椎动物创造适宜的新型栖息地来增强可持续粮食供给（Thierry，1988；Choi等，2002；Lima等，2019a）。然而，人工鱼礁还可以提供额外的生态系统服务，以应对多重社会挑战，例如减缓气候变化、降低灾害风险以及支持经济和社会发展（Riisager-Simonsen等，2022）。人工鱼礁的性能通常通过侧重于评估特定物理、生物和生态组成部分的方法来评价，如结构完整性、鱼类群落和底栖群落（Charbonnel等，2002；Spagnolo等，2014；Scarcella等，2015；Tassetti等，2015；Rallis等，2022）。现有研究大多集中于人工鱼礁主要是吸引鱼类还是增强鱼类生产（Lima等，2019b）。尽管这些研究显著增进了研究人员对人工鱼礁功能的理解，但它们往往依赖于部门性方法，而能够在多个空间和时间尺度上同时关联物理结构、环境条件和生物组成部分的综合监测框架仍然相对稀少，尤其是在地中海海域。基于这一证据，本研究旨在描述并应用一个基于低影响方法的综合多学科监测框架，以实现对离岸人工鱼礁的全面生态表征。研究区域的海底地貌特征和所调查人工鱼礁物理结构的长期变化已在Tassetti等人（2025）中描述。在此，研究人员重点关注礁体系统的补充组成部分，包括水柱参数、鱼类群落、底栖群落以及定居在人工结构上的地中海贻贝（Mytilus galloprovincialis Lamarck, 1819）的种群结构。该研究在ADRIREEF项目（2018-2021）框架内开展，该项目旨在促进亚得里亚海人工鱼礁的创新和可持续利用。具体而言，本工作的目标是：a）实施一个多学科、低影响的监测框架，以实现对离岸人工鱼礁接近全面的生境测绘；b）评估其在布设20多年后的结构完整性及环境和生态状况；c）评估其支持基于生态系统的管理和海洋资源可持续利用的潜力。据研究人员所知，本研究是地中海地区首次尝试建立并整合结合物理、环境和生态数据的监测系统，以提供人工鱼礁的全面生境测绘，为长期监测和管理提供一个可转移的方法框架。
本论文提出并应用了一个基于低影响、非侵入性技术的多学科综合监测框架，对位于地中海中西部亚得里亚海海域的Porto Recanati–Porto Potenza Picena离岸人工鱼礁（AR）进行了全面生态表征。研究背景方面，人工鱼礁作为改善退化海洋环境、增强生物多样性和促进可持续资源利用的重要工具已在全球广泛布设，然而地中海地区尚缺乏能够同时整合物理结构、环境条件和生物组成并进行多尺度综合评估的监测框架。此外，人工鱼礁在布设20多年后的长期结构稳定性、生态功能发挥及管理有效性尚缺乏充分的实证数据。为此，研究人员在ADRIREEF项目（2018–2021）框架下，基于多波束测深（MBES）调查、固定浮标实时海洋观测系统、环境DNA采样与生化分析、水下目视普查（UVC，包括潜水员与ROV）以及底栖群落照片采样和贻贝种群刮取采样等多种手段，对该人工鱼礁的结构完整性、水柱物理与生化参数、鱼类群落结构、底栖群落覆盖度及地中海贻贝（Mytilus galloprovincialis）种群动态特征开展了为期约两年的系统监测。研究结果显示，该人工鱼礁的棱锥形混凝土模块在布设20余年后仍保持原有构型，结构稳定性良好；水柱物理参数呈现典型的季节性变化，营养盐浓度总体较低且分布均匀；鱼类群落以底栖和底栖-近底层物种为主，棱锥体结构支撑了较高的物种丰富度和稳定的周年种群；底栖群落已高度定殖，以刺胞动物、海绵动物和苔藓虫为主，覆盖度受斜面朝向和水深显著影响；贻贝种群密度和生物量较高但以幼体为主，未检测到商业规格个体。上述结果表明该人工鱼礁在结构上仍然完整并能有效发挥抗拖网功能和生境支撑作用，同时支持了较高水平的生物多样性，但贻贝种群缺乏商业规格个体暗示存在未受管控的采捕压力。该综合监测框架证明了人工鱼礁能够提供多重生态系统服务，并为地中海及其他类似沿海区域基于生态系统的适应性管理和可持续利用提供了可转移的方法参考。
研究人员为开展本研究主要运用了以下几类关键技术方法：首先采用双换能器Kongsberg EM2040CD多波束测深系统（MBES）进行高分辨率海底地貌测绘，用于评估人工鱼礁结构完整性和识别采样亚区，并在指定亚区边界布设固定近实时海洋观测浮标，集成多参数气象站、光学溶解氧传感器、温盐传感器、浊度传感器和声学多普勒流速剖面仪，持续采集水柱物理参数，同时通过CTD采水并采用比色法分析溶解态营养盐；其次，采用潜水员和遥控潜水器结合的水下目视普查方法调查鱼类群落，利用规定的条带样线和移动点计数技术，并对丰度类别进行bootstrap重采样以获得标准化密度数据；再次，利用photoQuad软件对水下照片进行底栖群落组成和覆盖度分析；最后，采用刮取采样法评估地中海贻贝的种群密度和生物量，并依据欧盟法规对贝类组织进行化学污染物、海洋生物毒素和病原微生物检测。
关于结构特征：MBES高分辨率调查显示，棱锥形模块在布设20余年后仍保持原有构型，而部分混凝土桩发生结构失效，表明人工鱼礁的长期稳定性在很大程度上取决于模块设计和底面积。在物理参数方面，浮标连续监测揭示了盛行风向和风速的季节性差异，水温呈现7.6°C至28.4°C的季节变化，盐度介于33.3至37.9之间，水体溶解氧充足，浊度在风暴期间显著升高；ADCP数据证实了西亚得里亚海沿岸流的季节性存在及其反向近岸补偿流；营养盐浓度表现出表层与底层的分布差异但总体处于较低水平。鱼类群落方面，统计分析显示三个亚区之间无显著差异，但棱锥体、桩体和样带三种生境类型之间存在极显著差异；共记录30个分类单元，棱锥体支撑了最高的物种丰富度（26种），以底栖和底栖-近底层物种为主，且多数分类单元对硬质底质表现出吸引或部分吸引特征；而桩体周围以浮游物种占比较高，开放水体样带物种较少。底栖群落方面，共记录32个分类单元，刺胞动物和海绵动物占比最高；覆盖度在年份之间和水平与垂直斜面之间存在显著差异，Epizoanthus sp.、M. galloprovincialis、藻类和Schizoporelloidea nd.（红色）是造成差异的主要贡献分类单元。贻贝种群方面，密度介于569至14,500 ind/m2之间，生物量介于1至15.6 kg/m2，尺寸频率分布显示商业规格个体几乎完全缺失；污染物和病原微生物检测显示符合欧盟质量标准。
讨论部分指出，该人工鱼礁的结构完整性和环境条件支持了其长期生态功能发挥，棱锥体的高结构复杂性为底栖和底栖-近底层鱼类提供了稳定的栖息地和庇护所，而桩体则主要吸引浮游性物种，开放水体使用频率较低；底栖群落的差异性与局部水动力条件密切相关，较高的水流有利于滤食性底栖生物的生长；贻贝种群以幼体为主且商业规格个体缺失，暗示该区域存在高强度且未受管控的采捕活动，但由于产品符合欧盟食品安全标准，该人工鱼礁具备开展受监管的可持续采捕潜力。研究人员认为，将部分休闲渔业和潜水活动引导至人工鱼礁可显著减少对天然岩质生境的压力，同时结构稳定的礁体持续发挥抗拖网功能并支持软底生境的恢复；综合监测框架证明了人工鱼礁能够提供多重生态系统服务，并建议将多学科监测系统地纳入治理和空间规划框架中，以支持知情决策、减少用户间冲突并防止资源过度开发。
翻译研究结论部分：基于低影响技术综合运用的多学科监测方法为人工鱼礁系统提供了全面概览。所提出的框架实现了精确的生境测绘、生态状况评估以及对该鱼礁在提供关键生态系统服务（包括生物多样性支持、栖息地恢复和缓解沿海区域人为压力）方面潜力的评价。人工鱼礁原始设计的保持和长期结构完整性使其能够有效发挥抗拖网功能，并支持受非法捕捞影响的沿海区域软底生境的恢复。此外，将一部分休闲渔业和潜水活动引导至人工鱼礁，可大幅减少对天然岩质生境的人为压力，从而促进自然珊瑚礁及其提供的生态系统服务的被动恢复。多样化底栖和鱼类种群的存在进一步增强了人工鱼礁对休闲用途的吸引力，并可能在当地产生积极的社会经济效益。综合来看，本研究应用的综合监测系统证明，人工鱼礁可以提供多种生态系统服务，其有效性可以通过适应性的、基于生态系统的管理策略得以增强。因此，建议将多学科监测系统地纳入治理和空间规划框架，以支持知情决策、尽量减少用户之间的冲突并防止资源过度开发。所提出的框架代表了在地中海及类似沿海环境中进行基于生态系统的管理、适应性监测和人工鱼礁可持续监管的一个可转移的方法参考。
