海洋沉积物与移动基线:呼吁修订欧洲栖息地分类体系

《Journal of Applied Ecology》:Ocean sediments and shifting baselines—A call to revise European habitat classifications

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月24日 来源:Journal of Applied Ecology 5.3

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  大陆架上的许多海洋沉积物栖息地在记录海底科学基线之前,已经遭到底拖网和耙刺等底拖式渔具的广泛扰动。对海洋沉积物的观察可能反映了转向更具移动性和均质化环境的移动基线,这些环境由耐干扰、短寿命物种主导。这将影响现有海洋保护区(Marine Protected Ar

  
大陆架上的许多海洋沉积物栖息地在记录海底科学基线之前,已经遭到底拖网和耙刺等底拖式渔具的广泛扰动。对海洋沉积物的观察可能反映了转向更具移动性和均质化环境的移动基线,这些环境由耐干扰、短寿命物种主导。这将影响现有海洋保护区(Marine Protected Area,MPA)管理的适宜性。锡利群岛(Isles of Scilly)较低的拖网和耙刺活动水平提供了一个研究英国受最小影响的沉积物栖息地实例的机会,该区域自2013年以来没有底拖网捕捞,为10年的生态恢复提供了可能。在此,研究人员展示了2023年至2025年期间拖曳式和诱饵式远程水下视频调查的数据,以考察研究区域的栖息地组成以及底上动物(epifauna)和底层/近底层物种组合。结果显示,异质性沉积物栖息地被幼年软骨鱼类(elasmobranchs)和独特的底上动物组合所定殖,其中包括直立、脆弱且构建结构的物种,如海绵和珊瑚。这些物种在沉积物栖息地的存在,增加了其对底拖网渔具干扰的生态脆弱性。欧洲用于海洋沉积物分类的标准框架“EUNIS”并未包含所观察到的物种组合的代表性类别,预定义的栖息地分类也未明确捕捉沉积物底质中观察到的空间变化。这对MPA管理中常用的相关敏感性评估(Marine Evidence based Sensitivity Assessments,MarESA)具有潜在影响。综合与应用:移动基线影响现有栖息地分类框架的适宜性,可能降低MPA的完整性和效力。为了实现有代表性的制图、准确的敏感性评估和适当的海洋栖息地管理,EUNIS分类需要更大的灵活性。研究人员强调了证据缺口和改进栖息地分类的解决方案,讨论了基于特征(feature-based)的MPA的局限性,并倡导强有力的监测以捕捉沉积物栖息地的空间变化。在MPA管理中保持整个场址的完整性,将增强异质性栖息地的空间连通性,进一步推进海洋恢复和保护目标。
**研究背景与现存问题**

全球大部分海底由松散沉积物构成的底栖生境(沉积物栖息地)覆盖,为众多海洋生物提供生命周期支撑。然而,许多大陆架沉积物栖息地在科学基线记录之前,就已遭受底拖网和耙刺等底拖式渔具的长期扰动,导致“移动基线”现象:人们可能将已受干扰的均质环境视为自然状态,低估了人类活动对海底生态的真实影响。现有栖息地分类框架(如欧洲自然信息系统EUNIS)及其敏感性评估(MarESA)依赖这些可能偏移的基线,难以准确反映未受干扰沉积物栖息地的结构与功能。以单一特征为基础的MPA管理模式也往往忽视沉积物栖息地的空间异质性和栖息地镶嵌网络的生态连通性。因此,亟需在底拖网干扰极低的区域开展案例研究,检验现有分类框架的适用性。

**研究内容与主要结论**

研究人员选择英国锡利群岛(Isles of Scilly)作为研究区域,该区域自2013年起禁止底拖网渔具,且历史捕捞强度较低,提供了研究低扰动沉积物栖息地的独特机会。研究人员于2023年5月至2025年5月开展了4个航次的调查,通过拖曳式水下视频和诱饵式远程水下视频(Baited Remote Underwater Video,BRUV)对10个站位(1.5–5 km间隔)进行观测,共完成87条拖曳视频断面和85次BRUV投放。研究发现:研究区域呈现高度异质性的栖息地镶嵌,存在结构构建物种(structure-building species,指可增加海底结构复杂性的固着生物)和幼年软骨鱼类;EUNIS分类无法准确捕捉这些生态特征,许多断面只能停留在第4级(Level 4)分类,丢失了生物群落细节。研究人员据此建议修订EUNIS分类、建立稳健的监测基线,并采用整体场址(whole-site)的MPA管理方式以保护异质性栖息地。该研究填补了沉积物栖息地在未受底拖网干扰10年后生态恢复的证据空白,对海洋保护政策和空间管理具有重要意义。

**主要技术方法**

研究区域为英国锡利群岛IFCA辖区。研究人员利用拖曳式水下视频(搭载高清摄像机、LED灯和激光定标)获取底质和底上动物数据,利用BRUV(以鲭鱼为饵,记录最大个体数MaxN)调查移动和底层物种。视频帧按砂砾砂、卵石砂、卵石砂上的漂砾/鹅卵石及岩石四类计算栖息地比例,采用k均值聚类识别栖息地镶嵌;物种计数用于计算类群密度和类群丰富度;通过PERMANOVA、nMDS和SIMPER分析物种组合差异;依据JNCC和MarLIN指南分配EUNIS生物群落。全部调查采用低影响视频方法,未使用破坏性采样。

**研究结果**

*3.1 沉积物栖息地组成*

通过视频帧分析和k均值聚类,研究区域70 km2范围内识别出三种栖息地镶嵌类型。栖息地镶嵌1以砂砾砂为主,主要分布在东南部较深、地形较平坦区域;镶嵌2以卵石砂为主,分布最广;镶嵌3为卵石砂与漂砾/鹅卵石混合,并偶有岩石,位于西部、地形粗糙度较高区域。单个100 m断面内通常包含2–4种底质类型,72.41%的断面跨越多个栖息地类型,表明沉积物栖息地存在细尺度空间异质性。

*3.2 物种多样性和丰度*

拖曳视频记录到91个类群(8个门),以水螅类(hydroids)最丰富。栖息地镶嵌、时间和站位显著影响类群密度(p<0.02, p<0.01, p<0.001);栖息地镶嵌3平均类群密度最高(287.57±9.61个/m2),镶嵌1最低(37.61±0.95个/m2)。类群丰富度不受栖息地镶嵌显著影响,但受时间和站位显著影响,2025年5月最高(19.27±0.21个类群)。BRUV记录37个移动类群(4个门),包括四种软骨鱼类,其中欧洲小斑猫鲨(Scyliorhinus canicula)最常见,出现在90%的BRUV中;栖息地镶嵌未显著影响BRUV的类群丰富度和总丰度,但时间和站位影响显著,2024年9月因寄居蟹和鱼类的丰度增加而高于其他航次。

*3.3 物种组合*

PERMANOVA显示,拖曳视频物种组合受栖息地镶嵌(p<0.02)、时间(p<0.0001)及其交互作用显著影响;BRUV物种组合受栖息地镶嵌影响不显著,但存在镶嵌与时间的显著交互作用(p<0.01)。SIMPER分析指出,镶嵌1以真蛇尾(Ophiura ophiura)和多毛类为主;镶嵌2和3以黑蛇尾(Ophiocomina nigra)及多种固着底上动物为特征,如珊瑚(Caryophyllia smithii)和软珊瑚(Alcyonium digitatum)。水螅类在所有镶嵌中均有记录,密度从镶嵌1到3递增。

*3.4 结构构建物种*

研究记录了典型的沉积物结构构建物种,如毛丝管虫(Lanice conchilega)、竹节虫科(Maldanidae spp.)和羊皮管虫(Chaetopterus variopedatus)。此外,32种固着、直立生长的结构构建底上动物(分属5个门)出现在69%的拖曳视频帧中,包括海绵、珊瑚、水螅和苔藓虫等。这些物种在三个栖息地镶嵌中均持续存在,表明沉积物底质能够支撑复杂的群落结构。

*3.5 EUNIS分类*

共为拖曳断面分配了5种主导EUNIS生物群落,其中4种在第4级,1种在第5级。第5级生物群落A5.144以海参(Neopentadactyla mixta)为特征,因该物种仅在某些时期露出沉积物,难以持续应用。现有的EUNIS分类将具有直立脆弱生物群的稳定卵石砾石归为岩基质,而沉积物基质分类则较少包含这类直立底上动物。最接近的匹配往往只能达到第4级,例如A5.14或A4.13,无法体现由水螅、珊瑚、海绵和苔藓虫组成的混合群落。此外,许多远海周缘沉积物生物群落的特征物种主要基于底内动物而非底上动物,导致分类精度不足。

**讨论与结论**

讨论指出,沉积物栖息地的空间异质性在现有分类中被低估,而结构构建物种对底拖网扰动高度脆弱,例如Alcyonium digitatum生长缓慢、寿命长达11年,恢复力低。幼年软骨鱼类(包括全球易危的白斑角鲨Squalus acanthias等)的出现表明该区域具有育幼场功能,凸显了保护沉积物栖息地对维持物种连通性的价值。现有EUNIS分类的刚性和基于特征的MPA管理方式可能导致敏感性评估低估、边界划定不准,从而削弱保护成效。研究人员提出三项建议:修订EUNIS分类与敏感性评估以纳入新证据;建立长期重复监测以确定真实生态基线;将MPA作为整体场址进行管理,而非孤立特征,以增强栖息地镶嵌的连通性。

研究结论(翻译自原文结论):研究人员在锡利群岛的研究提供了沉积物栖息地生态的关键信息,有助于利益相关者和决策者实施有效的空间管理并推进保护目标。该案例填补了沉积物栖息地在未受底拖网渔具干扰10年后生态恢复的证据空白。对沉积物栖息地的新认识证实,现有的海洋空间管理(包括EUNIS分类)反映了移动基线。为了使MPA成为有效的海洋保护工具,必须解决现有栖息地分类和敏感性评估中的不确定性,修订海洋栖息地状况目标,并更新保护规划中的空间措施。通过确保MPA保持整体场址完整性,可以更接近生态系统方法,增加异质海景的空间连通性,并促进栖息地和物种的恢复与保护。
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