改进的珊瑚藻礁生物建造质量指数（modified Coralligenous Bioconstructions Quality Index, CBQImod）结合STAR协议用于评估珊瑚藻礁悬崖（coralligenous cliffs）生态状况的应用研究

《Ecological Indicators》：A modified coralligenous bioconstructions quality index (CBQI) to improve the assessment of the ecological status of coralligenous cliffs through the STAR protocol

　　

珊瑚藻礁生物建造质量指数（Coralligenous Bioconstructions Quality Index, CBQI）是一种基于遥控水下机器人（Remotely Operated Vehicle, ROV）影像在较大空间尺度上评估不同类型珊瑚藻礁（coralligenous habitats，包括悬崖cliffs与浅滩banks）质量状况的指数。本研究旨在提出一种改进版CBQI协议，通过水肺潜水（SCUBA）小型尺度采样，将其应用于珊瑚藻礁悬崖的生态质量评估。研究人员在地中海西北部选取12个位点，采用专为珊瑚藻礁悬崖水肺潜水监测制定的STAR标准化方法采集数据，并同步计算CBQI及STAR协议常用指数——珊瑚藻礁组合生态状况（Ecological Status of Coralligenous Assemblages, ESCA）与珊瑚藻礁景观评估（Coralligenous Assessment by ReefScape Estimate, COARSE）。研究结果表明，改进后由SCUBA潜水员实施的CBQI采样协议能有效区分不同地域间差异，且与STAR指数变化趋势一致；此外CBQI可补充STAR指数未涵盖的渔业活动影响信息。因此联合使用ESCA、COARSE与CBQI可对珊瑚藻礁悬崖的生态质量作出更精细的评估，各指数分别提供关于环境扰动对该生境影响的差异化互补信息。

论文解读：改进的珊瑚藻礁生物建造质量指数（modified CBQI）结合STAR协议评估珊瑚藻礁悬崖生态状况

《Ecological Indicators》刊载的此研究针对地中海珊瑚藻礁（coralligenous reefs/bio constructions）——由壳状珊瑚红藻（crustose coralline algae）及钙化无脊椎动物主导形成的多层生物成因构造，分为垂直或近垂直的珊瑚藻礁悬崖（coralligenous cliffs，水深约20–50 m）与水平或缓坡的珊瑚藻礁浅滩（coralligenous banks，水深通常＞50 m）——目前缺乏适用于浅水悬崖生境且能反映底拖网等渔业人为压力的评估工具这一缺口展开。现有评估珊瑚藻礁悬崖的STAR（STAndardized Reef monitoring）协议配套指数ESCA（Ecological Status of Coralligenous Assemblages，基于生物群落α/β多样性及分类单元敏感性水平Sensitivity Level, SL）与COARSE（Coralligenous Assessment by ReefScape Estimate，基于基底层、中间层与上层的生物建造结构完整性评分）均不直接纳入渔业器具残留及扇状珊瑚（fan corals，如Paramuricea clavata、Eunicella spp.）机械损伤等渔业压力指标；而原设计用于深水banks、基于ROV（Remotely Operated Vehicle）影像的CBQI（Coralligenous Bioconstructions Quality Index）虽整合了生物建造结构变量（珊瑚藻礁盖度、形态复杂性、扇状珊瑚密度）、渔业相关胁迫变量（扇状珊瑚坏死/表生生物附着、渔具遗留）及非生物因子（深度、坡度、底质类型），却无法被ROV直接移植至需潜水员近距离接触测量的悬崖环境。为此研究人员将原ROV版CBQI改良为SCUBA潜水员执行的小型尺度采样版本，联用STAR标准方法于地中海西北部的托斯卡纳沿岸（梅洛里亚浅滩Meloria Shoals、利沃诺Livorno）与撒丁岛周边（卡波卡恰Capo Caccia、圣特雷莎迪加卢拉Santa Teresa di Gallura，其中三处位于海洋保护区Marine Protected Area, MPA内，利沃诺为非保护城市港口邻近区），验证其区分位点间差异之能力与对渔业压力的敏感性，并探讨其与ESCA、COARSE的互补关系。

主要技术方法：

研究人员于4个 locality 各选3个间距数公里的站点（site，平均水深≈35 m），每站按STAR协议调查3个约2 m²珊瑚藻礁悬崖斑块：①用数码摄影获取照片经ImageJ软件量化各分类单元/形态组（taxa/morphological groups）盖度百分比以计算ESCA（参照蒙特克里斯托岛Montecristo Island参考条件求取α-多样性、β-多样性多元离散度及SL加权值之比）；②沿视频样线（video transects）记录珊瑚藻礁总盖度、海床渔具分布面积、直立型群体动物（erect anthozoans）密度盖度及扇状珊瑚坏死/表生/机械损伤比例以辅助COARSE（按基底—中间—上层三层评分均值合成）与CBQI（将原Ferrigno et al. 2017分类匹配至STAR观测类群，依结构变量、胁迫变量、非生物变量按原式计分，分值范围对应当前WFD/MSFD五级生态状况划分）；③用贯入仪（penetrometer）每样方6次重复测生物钙质地层机械固结度按Gatti et al.(2015a)定序分级。CBQI、ESCA、COARSE值经单因素置换方差分析（PERMANOVA，9999次置换，Euclidean距离）检验位点间差异，并对CBQI与各高变异描述子（形态组数目、渔具出现频率、扇状珊瑚密度）作线性回归（R²判定）。

研究结果：

3. Results

研究位点的珊瑚藻组合均以壳状钙化红藻（encrusting calcified Rhodophyta，C. Caccia 32.73%、S. Teresa 44.56%、Meloria 36.62%、Livorno 61.16%）与Peyssonnelia spp.（C. Caccia 28.95%、S. Teresa 9.87%、Meloria 30.50%、Livorno 10.78%）为主，直立大类以Dictyotales（C. Caccia 14.49%）、Flabellia petiolata（S. Teresa 10.74%）、Paramuricea clavata（C. Caccia 6.58%、S. Teresa 3.29%、Livorno 3.00%）及Livorno位点特有的Corallium rubrum（9.21%）局部占优。

三指数评估结果：CBQI将S. Teresa与C. Caccia划为中等至良好（6.33–7.33），Meloria与Livorno为中等（Meloria 6.33，Livorno 5.00–6.00）；ESCA将S. Teresa与C. Caccia划为良好至高（0.71–0.87），Meloria为良好（0.66–0.78），Livorno为中等（0.52–0.55）；COARSE将所有位点均判为良好（1.99–2.37）。PERMANOVA显示CBQI（Pseudo-F=4.289, p=0.035）与ESCA（Pseudo-F=13.950, p=0.007）在locality间差异显著，COARSE无显著差异（p=0.795）；两两比较均示Livorno区别于其余三地。线性回归表明CBQI值最主要受形态组数量驱动（R²=0.67），次之为渔具出现频率（R²=0.44），扇状珊瑚密度贡献最小（R²=0.08）。

4. Discussion（结论翻译）

所调查的珊瑚藻组合在各处均有良好生物建造结构，但位点间存在差异，符合已有区域格局报道。CBQI描述子中生物形态组数量对指数值影响最大，其次为渔具频率与扇状珊瑚密度。研究结果显示改进版CBQI检测到的变异模式与ESCA相似，证明其可有效用于浅水珊瑚藻礁悬崖评估并额外提供渔业压力（渔具量及直立生物损伤/坏死）信息——这是现行STAR配套指数ESCA与COARSE未涵盖的内容。ESCA侧重局地富营养化、污染与外来入侵种压力下的生物群落组成与分布变化，COARSE反映大尺度气候与黏泥藻华（mucilaginous aggregates）影响下的建造层结构完整性，CBQI则补充渔业活动胁迫评估。三者联用可对不同人为压力效应给出差异化互补信息，比单一指数更全面满足海洋战略框架指令（Marine Strategy Framework Directive, MSFD）对海底完整性及人为碎屑影响评估的要求。原CBQI面向ROV大尺度深水banks设计，本改良版经SCUBA潜水实施后可推广至浅水coralligenous cliffs监测，既可独立用于渔业影响专项研究，也可作为STAR既有指数集的补充工具以实现珊瑚藻礁更综合的一体化生态质量评价，后续需在更多环境梯度下扩大样本验证完善该方法。