牡蛎礁是由牡蛎物种持续附着、聚集和积累形成的生物结构(Fitzsimons等人,2019年)。除了为人类提供可食用牡蛎外,它们还提供了关键的生态系统服务,如栖息地提供(Chowdhury等人,2020年;De Santiago等人,2019年)、海岸线稳定(Chowdhury等人,2019年;Piazza等人,2005年)、水过滤(Ayvazian等人,2021年;Kellogg等人,2014年)和碳封存(Chen等人,2025年;Fodrie等人,2017年)。尽管有这些益处,但由于过度捕捞、沉积物堆积、污染和疾病,全球超过85%的牡蛎礁已经退化(Beck等人,2011年)。因此,全球范围内越来越重视保护和恢复工作(Hemraj等人,2022年)。
通常,恢复地点受到“招募限制”、“基质限制”或两者兼有的限制(Brumbaugh和Coen,2009年)。常用的基质包括混凝土、石灰石、非钙质石材、牡蛎壳、人工礁和瓷器(Goelz等人,2020年)。其中,牡蛎壳材料已被证明能促进更高的牡蛎定居率和幼体存活率(Hemraj等人,2022年;Reeves等人,2020年)。然而,由于供应有限,全球不到1%的恢复项目使用牡蛎壳作为基质(Goelz等人,2020年)。相比之下,作为世界上最大的牡蛎生产国,中国每年产量超过6000万吨(农业农村部渔业局,2024年),据此估算有5000万吨的牡蛎壳被挖出。这种副产品常被归类为固体废物,并导致环境污染(Li等人,2024年)。因此,基于上述考虑,使用牡蛎壳作为牡蛎礁恢复的基质可能带来多重生态和环境效益。
礁的生态价值与其相关生物群的发展密切相关。在这些群落中,大型动物常被用作评估自然或恢复牡蛎礁状况和恢复情况的生态指标(Hadley等人,2010年;Quan等人,2020年)。牡蛎礁在促进大型动物群落发展中的关键作用已有充分记录(Chowdhury等人,2020年;Hadley等人,2010年;Karp等人,2018年;McLeod等人,2019年;Quan等人,2013年)。然而,在新礁或恢复礁建立后,这些群落的组装并非瞬间完成,而是通过生态演替过程实现的。初始定殖阶段尤为重要,因为它为后续群落发展和最终生态系统功能的恢复奠定了基础(Underwood和Chapman,2006年)。因此,了解这一早期演替的模式和驱动因素对于指导适应性管理、评估恢复工作的效果以及预测功能恢复的时间线至关重要(Hemraj等人,2022年;Underwood和Chapman,2006年)。
从地理上看,大约73%的已记录的恢复工作集中在北美洲东海岸(Hemraj等人,2022年),而中国的相关举措仍明显不足。目前关于牡蛎礁恢复后大型动物群定殖的知识主要来自温带和亚热带地区的研究,监测持续时间从几个月到几年不等(Callaway,2018年;De Santiago等人,2019年;Jud和Layman,2020年;Quan等人,2013年;Searles等人,2022年)。相比之下,在热带生态系统中的研究,特别是在复杂红树林湿地环境中的研究仍然有限。自然牡蛎礁通常与红树林共存于河口环境中。这些生境之间存在积极的相互作用:红树林的根系为牡蛎提供了额外的宝贵基质(Aquino-Thomas和Proffitt,2014年;Chacin等人,2025年),而牡蛎礁则保护红树林免受波浪侵蚀(Chowdhury等人,2019年)。因此,在红树林湿地中恢复牡蛎礁有可能带来协同的生态效益,但这些成果很少被评估。
为了解决这些不足,我们在中国的热带红树林湿地进行了一项为期12个月的野外研究,其中部署了一个新建造的牡蛎壳礁。我们监测了与该礁相关的大型动物群落的定殖和时空动态,并将其与相邻泥滩生境中的群落进行了比较。我们的目标是:(1)通过比较牡蛎壳礁与相邻泥滩的大型动物丰度、生物量、多样性和群落结构来评估其栖息地价值;(2)描述礁中大型动物群落的初始定殖和演替情况;(3)阐明驱动生物多样性模式的潜在因素。这些发现将为未来类似热带红树林环境中的牡蛎礁恢复工作提供实用见解。