深圳大鹏湾人工与天然珊瑚礁海水颗粒有机碳动态差异及对生态修复的启示

摘要

为探究人工珊瑚礁构建对颗粒有机碳（POC）动态的影响，对比分析了深圳大鹏湾人工修复区（大澳湾）与天然区（大鹿湾）POC的浓度、来源、组成及环境调控机制。结果表明，人工礁区POC平均浓度(（22.56±14.14）μmol/L)略高于天然礁区(（21.01±13.43）μmol/L)，季节波动更明显，表现为秋、冬季显著高于春、夏季，而天然礁区仅在冬季显著偏高。人工礁区POC稳定同位素(δ¹³C-POC)值总体偏高（尤其夏季），海源信号更强，秋、春、夏季均以海源POC（MPOC）为主，冬季以陆源POC（TPOC）为主；天然礁区仅春、夏季以MPOC为主，秋、冬季受陆源影响突出。相关性分析表明，人工礁区POC及MPOC与叶绿素a（Chl a）呈显著正相关（P<0.05），浮游植物生产为主导驱动因素；天然礁区POC及MPOC则与溶解性无机氮（DIN）、溶解性无机磷（DIP）呈显著正相关（P<0.05），表明其受底栖滤食、物理结构等多重因素复杂调控。人工礁区对外源陆源有机质捕获能力有限，TPOC浓度显著低于天然礁区，呈现相对封闭的碳循环特征，而天然礁区能有效截留外源输入，维持较高碳库稳定性。上述差异表明，当前人工礁修复虽已初步恢复生境，但其碳循环功能尚未达到天然礁系统的复杂性与稳定性。研究揭示了人工与天然礁区在POC动态调控机制上的关键差异，并指出当前人工礁修复在碳循环功能稳定性方面尚存不足，为未来优化人工礁构建策略、提升其生态系统碳汇功能提供了科学依据。

关键词

珊瑚礁生态系统 / 人工礁 / 颗粒有机碳 / 生态修复

基金资助

国家自然科学基金资助项目（42406039）; 江苏省“双创博士”人才项目（JSSCBS20250345）; 连云港市花果山英才“双创博士”人才项目（LYGSCBS2025016）; 广东省基础与应用基础研究基金项目（2023A1515012204,2022A1515110345）; 广西北部湾海洋资源环境与可持续发展重点实验室开放基金项目（MRESD-2024-B02）