近日，发表于《自然可持续性》期刊的一项由美国17个州的科学家和人工礁主管主导的一项研究表明：人工珊瑚礁覆盖了美国海底约19平方公里的面积，相当于3600个足球场。该研究还描述了用于创建珊瑚礁的物体的多样性，以及随着时间的推移人工珊瑚礁创建的不同模式。

（由于人类活动带来的珊瑚栖息地丧失，损害了海洋生物多样性。图为海南海花岛，一块块死去的珊瑚礁，静静躺在海花岛的滩上，任风吹浪打。图源：绿会融媒·海洋与湿地）

100多年来，美国海岸附近海底放置了各种各样的物体，为海洋生物提供了栖息地，并为捕鱼和潜水提供娱乐场所。这些“人工珊瑚礁”是用退役的船只、运鸡笼、混凝土管道、轨道车等建造的。

该论文研究了美国及其他国家的海洋鱼类如何使用人工珊瑚礁，了解到人工珊瑚礁可能是石斑鱼等大型掠食性鱼类的热点区域。人工礁还可作为珊瑚礁鱼类种群的垫脚石，随着水温的升高，其活动范围向北扩展，也可以作为鲨鱼的休息站。

人们可以战略性地设计和放置人工珊瑚礁，以优化鱼类栖息地。尽管人工礁提供了宝贵的生态服务，但无人统计美国水域中有多少这样的结构，或者它们占据了多大面积的海底。过去五十年（1970–2020）中，人工珊瑚礁足迹增加了20.85倍（约1980%）；过去十年（2010–2020），这一增长速度放缓至1.12倍（约12%）。调查结果将为已建海洋基础设施的可持续利用和生态功能的产生提供信息。

创建现代人工珊瑚礁

创建现代人工珊瑚礁不同于向水中倾倒垃圾，由美国联邦和州两级监管。严格的许可和批准程序确保拟议的物体或材料适合在海洋中部署。

例如，退役船只在沉没前要彻底清洁并排出燃料和其他污染物质，以最大限度地减少环境风险。一些曾用于制造人工珊瑚礁的材料，如橡胶、玻璃纤维、木材和塑料，现被禁止使用，因为它们可能会从原来的位置移动，破坏附近的栖息地，或在盐水中迅速恶化。

造礁物体只能在美国海底预先指定的区域沉没。这些区域通常是沙质海底，总面积约5800平方公里。

几十年来，每个区域都可以支持创建许多单独的珊瑚礁。在给定的区域内，缠绕的物体通常被放置在彼此远离的地方，并被大片的沙子隔开。这最大限度地扩张了在珊瑚礁觅食的鱼类的栖息地——沙子。

过去50年里，这些地区的人工珊瑚礁面积增加了约2000%。然而，自2010年以来，人工礁的面积仅增长了12%。这可能是因为在获取和沉没可接受的珊瑚礁材料方面存在挑战。这也可能反映出对开发专门用作人工珊瑚礁的结构的推动。
造礁材料多样化

该研究收集了可追溯到1899年的有意重新捕捞记录，这些记录发生在美国所有沿海州的人工海域，除了六个没有人工海洋礁项目的州（缅因州、新罕布什尔州、康涅狄格州、俄勒冈州、华盛顿州和阿拉斯加州）。

研究在美国海底发现了各种各样的物体，包括退役拖船、渔船、驳船、渡船和军用船只。珊瑚礁也由铁路车厢、飞机、车辆、鸡笼、投票机、导弹平台、混凝土管道、无线电塔、轮胎、石灰石和专门设计成人工珊瑚礁的物体制成。

占据海底最多的物体包括石灰岩、专门为疏浚设计的大型混凝土模块、金属钻机和塔架，以及从以前的用途（如涵洞或桥梁）中重新利用的细长混凝土构件。

人工礁的潜在影响

珊瑚礁形成后，鱼会在几分钟或几小时内出现。鱼到达的顺序有时是有规律的。首先是鲹科鱼类和梭子鱼等过渡鱼类，其次是石斑鱼和较小的底层鱼类。随着时间的推移，植物和动物在人工礁的坚硬表面上生长，为鱼类提供食物和庇护。

这些珊瑚礁也会造成生态危害。外来入侵物种，如生长在坚硬结构上的植物和其他动物，可以利用人工珊瑚礁传播到新的地方。

人工珊瑚礁也可能吸引鱼类远离附近的天然珊瑚礁。由于建造的珊瑚礁通常位于主要的休闲捕鱼地点，这可能会导致这些物种的渔获量增加。

另一个风险是，若人工珊瑚礁在海底的放置或固定不当，它们可能会转移到意想不到的区域，损害敏感的栖息地，特别是在风暴过后。例如，20世纪70年代，佛罗里达州在海上沉没了100万至200万个轮胎，试图建造人工珊瑚礁，但海洋生物并没有像预期的那样在那里定居。轮胎被冲走了，珊瑚窒息了。

借助人工礁开展研究

监测鱼类和其他物种如何使用人工珊瑚礁，特别是与天然珊瑚礁相比，将是了解这些结构的益处和风险的关键。随着气候变化继续改变海洋生态系统，研究人员可了解哪些类型的人工珊瑚礁最适合增强特定鱼类栖息地。

例如，生活在开阔水域的大型捕食者，如梭子鱼和鲨鱼，往往更喜欢更高的人工礁，而不是更短的人工礁。这与石油钻井平台的见解相似，表明这些垂直而复杂的结构是宝贵的鱼类栖息地。500多个退役的石油钻井平台已被改造成人工珊瑚礁。该研究的计算只包括那些由美国国家人工礁项目管理的项目。

水中的其他结构，如海上风力涡轮机基础，可能会形成类似于人工珊瑚礁的海洋生物栖息地。了解不同鱼类喜欢什么类型的结构可能有助于指导海上风电场的设计或位置。

人类依靠海洋获得许多好处，包括食物、商业、能源和稳定的气候。研究人工珊瑚礁的足迹是了解其对海洋野生动物和人类利用海洋的影响的第一步，无论是好是坏。

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文 | Daisy

审 | Richard

排版 | Daisy

【参考链接】

1.https://www.nature.com/articles/s41893-023-01258-7

2.https://phys.org/news/2024-01-underwater-reefs-coral-artificial-sunken.html

3.Citation: Avery B. Paxton et al, Artificial reef footprint in the United States ocean, Nature Sustainability (2024). DOI: 10.1038/s41893-023-01258-7

来源: 海洋与湿地