VIMS研究确定了牡蛎恢复的临界点
这表明重建的珊瑚礁必须至少有一英尺高才能生存和繁荣
我们都熟悉引爆点，当跨越一个看似很小的门槛时，可能会导致截然不同的结果——超级碗的热门球队因为一名边锋受伤而落在最后一名，一棵西红柿幼苗在突破粘土罐阴影的那一刻就冲上了天空。
现在，威廉玛丽大学弗吉尼亚海洋科学研究所的研究人员进行的一项研究发现了牡蛎恢复工作的一个临界点，在这个临界点上，重建到高于底部一英尺或更高的珊瑚礁会发展成健康的、自我维持的生态系统，而那些在较低高度重建的珊瑚礁很快被覆盖，然后被沉积物掩埋。
这项研究是11月6日出版的《海洋生态进展》系列的专题文章，由前VIMS博士生Allison Colden与VIMS教授Rob Latour和Rom Lipcius共同撰写。这是VIMS研究人员在上个月第二次在该权威杂志上发表专题文章。
科登现在是切萨皮克湾基金会的马里兰州渔业科学家，他说：“确定牡蛎种群对珊瑚礁高度的阈值反应，为了解海湾牡蛎礁的退化和丧失提供了重要的见解。了解这种反应及其潜在机制可以帮助管理者最大限度地利用有限的资源，避免过度建设，同时最大限度地提高恢复成功的可能性。”修复后的牡蛎礁通常是用化石或回收的贝壳建造的，这两种材料都很短缺。
研究人员表示，他们的发现可以帮助解释牡蛎的损失，并加强牡蛎的恢复工作，不仅在海湾，而且在世界范围内。在上个世纪，由于过度捕捞、营养污染、疾病和栖息地退化，全球本地牡蛎种群数量下降，造成了重大的经济和生态影响。
该团队的研究建立在最近几项研究的基础上，这些研究将珊瑚礁高度确定为恢复成功或失败的关键预测因素。但是，Lipcius说，“没有人量化珊瑚礁轨迹偏离的阈值高度，也没有人确定其中的机制。”
实验珊瑚礁
为了回答这些问题，科学家们用牡蛎壳在维吉尼亚切萨皮克湾的支流威科米科河和林恩黑文河的四个地点建造了24个实验珊瑚礁。他们在六个不同的高度建造了珊瑚礁，从5厘米到半米，这是海湾中牡蛎恢复或补充活动通常使用的高度范围。
然后，他们在建造后的8个月和2年分别观察了这些珊瑚礁使用小型遥控车辆上的摄像机． 他们还测量了牡蛎密度、沉积物沉积速率和“粗糙度”，这是衡量表面复杂性的一种指标。健康的珊瑚礁有很多角落和缝隙，它们庇护牡蛎幼虫和其他小动物免受水流和捕食者的伤害，同时产生湍流，帮助沉积物远离珊瑚礁表面。
科尔登说：“我们的视频采样显示，在施工的两个月内，珊瑚礁的状况几乎立即发生了变化。”“在较低的珊瑚礁上，沉积物迅速掩埋了贝壳，特别是在珊瑚礁边缘附近。在较高的珊瑚礁上，我们看到了涌现的贝壳，许多年轻的牡蛎和较低的沉积水平。”
这两种状态之间的临界点是0.3米，大约一英尺。建在这个高度或更高的礁石上的牡蛎密度是低礁石的3.5倍，高礁石上的牡蛎密度随着时间的推移而增加。在一定的沉积速率下，较低珊瑚礁的密度趋于下降，其中大多数珊瑚礁最终消失在沉积物覆盖层下。
“我们发现牡蛎密度和珊瑚礁高度之间的关系是非线性的，”Lipcius说。“随着珊瑚礁高度的增加，沉积物沉积率呈指数级下降，而粗糙度则增加。”
礁反馈
研究人员将这些观察结果归因于珊瑚礁结构、水流和由此产生的种群动态之间的正反馈。
科登说：“珊瑚礁离海底越高，水在它和表面之间流动的空间就越小。”“这使得水流得更快，从而防止沉积物积聚在牡蛎上，为它们提供了大量的浮游生物来过滤，并有助于维持庇护牡蛎幼虫和其他无脊椎动物的角落和缝隙。”
{{youtube:medium|IIMsWWbN1gE，水下视频说明了高低起伏牡蛎礁所采取的不同轨迹。}}
研究人员说，珊瑚礁高度和持久性之间的关系也有助于解释20世纪捕捞压力是如何导致本地牡蛎种群消亡的。
“我们观察到的阈值动态有助于解释大西洋沿岸珊瑚礁栖息地的历史损失，”Lipcius说。“通过破坏珊瑚礁结构，去除贝壳和活牡蛎，疏浚和液压钳等收获技术将珊瑚礁的高度降低到临界阈值以下，将珊瑚礁从持久的轨道转移到退化的轨道。”
展望未来，研究人员表示，他们的研究结果表明，恢复后的珊瑚礁应该至少延伸到底部以上0.3米，并且应该禁止捕捞，除非管理人员能够确保珊瑚礁在捕捞条件下保持在珊瑚礁高度阈值以上。
