一項由香港城市大學(xué)（香港城大）海洋生態(tài)學(xué)家團(tuán)隊帶領(lǐng)的聯(lián)合研究顯示，人工生態(tài)組件能夠增加香港海堤的生境復(fù)雜程度，因此有效提升生物多樣性。該項在香港進(jìn)行的考察實際上是一個環(huán)球研究項目的一部分，目的是探究在人造海洋構(gòu)建物上，生境復(fù)雜程度與海洋生物多樣性之間的關(guān)系。

近期加入了香港城大、新任海洋污染國家重點(diǎn)實驗室主任兼環(huán)境毒理及化學(xué)講座教授梁美儀教授，帶領(lǐng)來自香港大學(xué)以及英國、澳洲和新加坡的大學(xué)的研究團(tuán)隊，合作在香港進(jìn)行實驗。他們早前將研究成果以〈提供庇護(hù)棲地及種植本土雙殼貝類可提高垂直海堤的生物多樣性〉（Provision of refugia and seeding with native bivalves can enhance biodiversity on vertical seawalls）為題，在科學(xué)期刊《海洋污染通報》（《Marine Pollution Bulletin 》）上發(fā)表。

沿海發(fā)展和填海令全球的直立人工海堤大量增加，以保護(hù)海岸線免受海浪沖擊、侵蝕和水浸。不過，人工海堤表面平滑，缺乏天然海岸凹凸不平的復(fù)雜性，而且退潮時會因曝露于空氣中而變得極高溫，令許多潮間帶的海洋生物，包括屬濾食性動物、有助改善水質(zhì)的牡蠣（即俗稱蠔），均難以棲息，導(dǎo)致人工海堤缺乏生物多樣性，因而削弱了海岸生態(tài)系統(tǒng)。

為了解決上述問題，悉尼海洋科學(xué)研究所發(fā)起了"世界海港項目"（World Harbour Project），而梁教授的研究正是該國際協(xié)作項目的一部分。他帶領(lǐng)研究人員，在香港測試人工生態(tài)磚塊組件（eco-engineered tiles）如何影響沿海生物多樣性。那些試驗組件是專為"世界海港項目"而特制，結(jié)合了"生態(tài)"和"工程"的原理，磚塊表面粗糙，并布有坑紋和溝槽。研究團(tuán)隊將這些坑紋深度不同的組件，安裝在香港大嶼山深水角和屯門樂安排的海墻上進(jìn)行測試。

 

 

研究數(shù)據(jù)顯示，有坑紋的生態(tài)磚塊相對于比較平滑的海墻甚至是沒有坑紋的磚塊，在12個月之后承載了更多的物種和更多動物。與沒有坑紋的磚塊相比，有坑紋的生態(tài)磚塊上物種數(shù)量增加了19%至51%，而動物數(shù)量就增加了59%至416%。這些結(jié)果顯示，組件的坑紋增加了表面的復(fù)雜程度，為動物提供遮蔭和庇護(hù)，同時降低棲息處的溫度。研究更發(fā)現(xiàn)，藏于深度為2.5厘米或5厘米的坑紋內(nèi)的物種數(shù)量，足足是坑紋與坑紋間突出位置的接近三倍。海螺和帽貝等動物會棲息于較陰涼的坑紋內(nèi)，令組件上的物種及動物數(shù)量都增加。

 

梁教授解釋，微藻或細(xì)菌等會在生態(tài)磚塊粗糙的表面上形成一層微生膜（biofilm），于是會吸引素食動物來覓食，繼而吸引以素食動物為食物的肉食動物于磚上棲息。同時，由于每塊磚均有罅隙及溝槽，為海洋生物提供微棲地；而罅隙及溝槽的陰暗部位于潮退和夏天時，可減低磚面的溫度，解決現(xiàn)有海堤過熱的問題，于潮漲時則可作保護(hù)，免海洋生物被捕獵者捕食。

梁教授說："這個在香港進(jìn)行的實驗，結(jié)果令人鼓舞，清楚顯示了透過生態(tài)工程能有效增加生境的復(fù)雜度，提升海堤的海洋生物多樣性。這種生態(tài)工程技術(shù)可以應(yīng)用于香港及大灣區(qū)所有人工海堤，以提升生物多樣性。"

團(tuán)隊又在其中一半的組件，預(yù)先放上本地石蠔僧帽牡蠣，然后才安裝在海堤上，以測試會否進(jìn)一步提升海洋生物多樣性。他們發(fā)現(xiàn)，有坑紋兼預(yù)先放上活牡蠣的磚塊效果最好。與既沒有坑紋亦無預(yù)先放上活牡蠣的磚塊相比，有坑紋兼已放上活牡蠣的生態(tài)磚塊上物種數(shù)量增加了38%至76%，而動物數(shù)量更增加了120%至571%。12個月后，這些預(yù)先放上的牡蠣存活狀況良好，部分更成為了捕獵者的食物，促進(jìn)了生態(tài)系統(tǒng)健康地運(yùn)作；預(yù)先放上牡蠣的組件更加孕育出新的牡蠣，而且多見于組件的坑紋內(nèi)。

梁教授在香港土木工程拓展署的支持下，現(xiàn)于馬料水、西貢和屯門垂直的海墻和斜式的防波堤對多款人工生態(tài)組件（如：磚塊、板塊、潮汐池、鎧裝組件和牡蠣殼籃）進(jìn)行試驗。他相信生態(tài)工程技術(shù)的應(yīng)用潛力巨大，可以在香港、以至國際上減緩人工海堤帶來的負(fù)面影響。

生境復(fù)雜度對生物多樣性影響因地而異

除了在香港，"世界海港項目"的國際專家團(tuán)隊亦把同款的生態(tài)磚安裝在全球另外13個地方、包括倫敦、悉尼和舊金山的海堤上，進(jìn)行一年的實驗。

他們發(fā)現(xiàn)，受惠于生境復(fù)雜度的增加，全數(shù)地方的生態(tài)工程組件上，海洋無脊椎動物的生物多樣性均有不同程度的提升。在低緯度或熱帶的地區(qū)，生境的復(fù)雜程度對總物種數(shù)量和可移動的軟件動物（例如腹足動物以及帽貝）數(shù)量的影響最大；而在高緯度或亞熱帶地區(qū)，生境復(fù)雜程度對固著（sessile，即依附于某固定位置生長）無脊椎動物，例如牡蠣、藤壺和青口的覆蓋率影響更大。

值得留意的是，研究發(fā)現(xiàn)生境復(fù)雜度對個別生物數(shù)量的影響，會因為潮位（tidal elevation）和緯度等因素而有所不同，部分地方有極為正面的影響，有些地方并無特別效果，而有地方甚至出現(xiàn)反效果。梁教授進(jìn)一步說："這反映為了將生態(tài)工程的效益發(fā)揮到最大，我們?nèi)孕枭钊肓私馍硰?fù)雜度在不同海域?qū)ι锒鄻有缘挠绊懀瑫绾伟刺囟ǖ攸c(diǎn)的環(huán)境和生物因素而改變。"

梁教授和現(xiàn)為香港城大海洋污染國家重點(diǎn)實驗室副研究員的Juan C. Astudillo博士是Marine Pollution Bulletin論文的通訊作者。四位第一作者均來自香港大學(xué)，其他共同作者則來自斯旺西大學(xué)（Swansea University）、塔斯曼尼亞大學(xué)、新南威爾士大學(xué)以及南洋理工大學(xué)。

而梁教授聯(lián)同其他45位國際專家共同就"世界海港項目"研究發(fā)表的論文題為〈關(guān)于在海洋設(shè)置人工生態(tài)組件復(fù)雜性與生物多樣性關(guān)系的全球研究分析〉（〈A global analysis of complexity–biodiversity relationships on marine artificial structures〉），已刊于科學(xué)期刊《全球生態(tài)和生物地理》（Global Ecology and Biogeography）。

 

 

 

梁教授于香港城大取得環(huán)境科學(xué)哲學(xué)碩士學(xué)位后負(fù)笈蘇格蘭，于當(dāng)?shù)厝〉煤Ｑ笊鷳B(tài)毒理學(xué)博士學(xué)位后，一直從事與海洋相關(guān)的研究。他于2020年8月回歸母校，正式執(zhí)掌香港城大海洋污染國家重點(diǎn)實驗室。

海洋污染國家重點(diǎn)實驗室由香港城大牽頭于2009年與香港六家大學(xué)共同建立，透過人才交流合作和共享儀器設(shè)備去拓展海洋污染相關(guān)基礎(chǔ)及創(chuàng)新科研。實驗室主要科研方向包括：海洋污染監(jiān)測技術(shù)開發(fā)、污染物及有害藻類的環(huán)境風(fēng)險評估、海洋生態(tài)系統(tǒng)研究、以及污染控制與生態(tài)修復(fù)方案建立，以保護(hù)海洋生態(tài)安全。

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