近日，海洋牧场与深远海团队在海洋生态工程领域取得突破性进展。人工鱼礁作为海洋工程构造物的一种，一直被应用于构建人工生境，改善海洋生态环境，恢复海洋生物资源。通常认为人工鱼礁的流场效应可以影响鱼礁表面和周边的生物效应，但这一直是一个定性认识。近年来，团队通过数值模拟、海上调查、组学技术、水动力水槽实验等技术手段证实了这一观点——人工鱼礁的流场效应可以影响生物效应。相关成果发表于Science of the Total Environment、Marine Pollution Bulletin等期刊上。

近几十年来，人工鱼礁在北黄海海域广泛部署。由这些人工鱼礁构成的人工鱼礁区，通过其自身产生的流场效应、生物效应以及遮蔽效应，向沿海生态系统提供了增强渔业生产力、恢复沿岸生境等多项服务功能，有效推动了近岸渔业经济的高效可持续发展。为探究海洋牧场中的生态过程和机理，团队从微观和宏观两个层面开展了相关研究。

（一）在微观生物效应方面

团队以人工鱼礁迎流面和背流面表面微生境的生物群落演替为主题开展研究。结果表明，人工鱼礁表面的微流场影响鱼礁表面生物群落的演替（图1）。人工鱼礁迎流面和背流面的微生物群落和大型底栖生物群落的位置和结构呈现明显的时间变化，迎流面微生物多样性和丰富度高于背流面，而背流面大型底栖生物群落的生物量、丰度、覆盖率高于迎流面。流场在鱼礁表面形成的剪切应力差是生物群落演替的驱动力之一。上述研究成果以“The effects of flow field on the succession of the microbial community on artificial reefs”为题发表于Marine Pollution Bulletin（IF=7.001，Q1）上。实验师郭战胜为第一作者，梁振林教授和姜昭阳教授为并列通讯作者。

图1 人工鱼礁流场效应对附着微生物群落演替的影响

（二）在宏观生物效应方面

团队以威海小石岛人工鱼礁区中的混凝土礁区、石块礁区、船礁区以及邻近的自然海域为研究区域，从底栖生物层面出发，以鱼类和小型底栖动物为切入点，对比研究了不同礁型鱼礁区生态效益的异同。结果表明，三种礁型人工鱼礁区均对底栖生物群落产生了显著影响。对于鱼类而言，三种鱼礁区均对以岩礁性鱼类为主的底栖鱼类群落产生了良好的增殖效果（图2）。其中，混凝土礁区的表现整体优于其他两种礁区，并支撑着与石块礁区相似的群落组成；石块礁区和船礁区则分别显示出了对小鱼和大鱼的良好聚集效果。对于小型底栖动物群落而言，不同礁型鱼礁区对其优势类群产生的影响存在差异，生物标志物主要集中在节肢动物门、环节动物门、扁形动物门和线虫动物门（图3）。此外，自然海域的小型底栖动物群落对环境变化的敏感性高于礁区群落，而船礁区和混凝土礁区群落的稳定性则明显更强。上述研究成果分别以“Evaluation of artificial reef habitats as reconstruction or enhancement tools of benthic fish communities in northern Yellow Sea”和“Response mechanism of meiofaunal communities to multi-type of artificial reef habitats from the perspective of high-throughput sequencing technology”为题，发表于Marine Pollution Bulletin（IF=7.001，Q1）和Science of the Total Environment（IF=10.753，Q1）上。

图2 不同礁型人工鱼礁区对底栖鱼类群落的增殖效果 

图3 小型底栖动物群落对不同礁型人工鱼礁区的响应机制

上述研究工作得到了国家重点研发计划 (2016YFE0205700)、国家自然科学基金(42176150)、山东省中央引导地方科技发展资金项目（YDZX2022090）等的资助。

来源：海洋牧场与深远海养殖团队，审核：杜宗军