山东大学海洋学院姜昭阳教授课题组揭示了人工鱼礁促进沿海碳稳定潜力的关键机制！

图1 “水动力调控—微生物功能途径”耦合框架

近日，山东大学海洋学院海洋牧场团队姜昭阳教授课题组在国际环境领域权威期刊《Water Research》上发表最新研究成果，揭示了人工鱼礁促进沿海碳稳定潜力的关键机制。研究生王璐为第一作者，姜昭阳教授为通讯作者。本研究得到国家自然科学基金（42176150）与海洋负碳排放（ONCE）计划资助。

海洋牧场被寄予蓝碳增汇与生态修复协同的期待，但人工鱼礁在其中扮演的角色长期停留在增加生物量与提供栖息地的认知层面，关于其是否能够促进碳稳定，以及这一效应通过哪些物理与微生物过程实现，仍缺乏系统的证据链。

鉴于人工鱼礁可以改变流速、剪切与湍流结构并重塑近底层水体中颗粒输运与沉降，同时影响沉积环境与氧化还原过程，进而可能改变微生物代谢路径与溶解有机碳质量，本研究以双岛湾典型海洋牧场为研究场景，通过多尺度水动力模拟、沉积物与水体碳库表征、暗培养过程实验与宏基因组功能解析，构建从物理驱动到碳积累再到微生物功能过程的递进逻辑，旨在回答人工鱼礁促进碳稳定化潜力的机制基础与工程启示。

研究显示，人工鱼礁生境底栖碳储存指标存在显著空间异质性，沉积物TOC与碳储量较高的站位往往伴随更细粒径沉积物，表明细颗粒捕获与分选是碳稳定化表征增强的重要物理基础；暗培养实验进一步观察到类蛋白组分降低、类腐殖质荧光信号相对增强的演化轨迹，指示微生物优先消耗易降解底物并伴随更持久光学特征的累积；宏基因组证据揭示不同生境微生物功能分层与底物利用策略差异，CAZymes与peptidases的投入比例在不同礁区发生偏移；综合模型将水动力指标、环境状态变量、氮循环潜力与微生物功能联系起来，支持水动力条件驱动微生物功能分配，并进一步关联类腐殖质DOM信号与底栖碳库指标的耦合路径。

本研究表明人工鱼礁可以通过改变底层水动力条件，增强颗粒捕获与沉积物分选，进而塑造底栖碳库的空间格局，同时在氮氧化还原相关微生物功能途径的协同作用下推动DOM向类腐殖质特征增强的方向演化，最终体现为海岸碳稳定化潜力表征提升；这一“水动力调控—微生物功能途径”耦合框架为海洋牧场碳汇可行性提供了机制层面的支撑，也为人工鱼礁结构设计与空间布设服务蓝碳工程与近岸生态管理提供了科学线索。

论文信息：

Wang L, Liang ZL, Lu DC, Lv SX, Li Z, Tan RS, Guo ZS, Wu HD, Wang YF, Xu XH, Yu JF, Li ZC, Zhang WY, Zheng WM, Jiang F, Yao MW, Zhou P, Jiang ZY*. Artificial Reefs Promote Coastal Carbon Stabilization Potential through Hydrological Condition and Microbial Pathways. Water Research, 2026, 125502.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135426001843

• 信息来源：山东大学海洋学院。

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