一項(xiàng)由香港城市大學(xué)（香港城大）海洋生態(tài)學(xué)家團(tuán)隊(duì)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複雜程度，因此有效提升生物多樣性。該項(xiàng)在香港進(jìn)行的考察實(shí)際上是一個(gè)環(huán)球研究項(xiàng)目的一部分，目的是探究在人造海洋構(gòu)建物上，生境複雜程度與海洋生物多樣性之間的關(guān)係。

近期加入了香港城大、新任海洋污染國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(lái)自香港大學(xué)以及英國(guó)、澳洲和新加坡的大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)，合作在香港進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他們?cè)缜皩⒀芯砍晒?em>〈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(bào)》（《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)海岸線免受海浪衝擊、侵蝕和水浸。不過(guò)，人工海堤表面平滑，缺乏天然海岸凹凸不平的複雜性，而且退潮時(shí)會(huì)因曝露於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(dòng)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(wèn)題，悉尼海洋科學(xué)研究所發(fā)起了「世界海港項(xiàng)目」（World Harbour Project），而梁教授的研究正是該國(guó)際協(xié)作項(xiàng)目的一部分。他帶領(lǐng)研究人員，在香港測(cè)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(yàn)組件是專為「世界海港項(xiàng)目」而特製，結(jié)合了「生態(tài)」和「工程」的原理，磚塊表面粗糙，並布有坑紋和溝槽。研究團(tuán)隊(duì)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牆上進(jìn)行測(cè)試。

 

 

研究數(shù)據(jù)顯示，有坑紋的生態(tài)磚塊相對(duì)於比較平滑的海牆甚至是沒有坑紋的磚塊，在12個(gè)月之後承載了更多的物種和更多動(dòng)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(dòng)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複雜程度，為動(dòng)物提供遮蔭和庇護(hù)，同時(shí)降低棲息處的溫度。研究更發(fā)現(xiàn)，藏於深度為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(dòng)物會(huì)棲息於較陰涼的坑紋內(nèi)，令組件上的物種及動(dòng)物數(shù)量都增加。

 

梁教授解釋，微藻或細(xì)菌等會(huì)在生態(tài)磚塊粗糙的表面上形成一層微生膜（biofilm），於是會(huì)吸引素食動(dòng)物來(lái)覓食，繼而吸引以素食動(dòng)物為食物的肉食動(dòng)物於磚上棲息。同時(shí)，由於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於潮退和夏天時(shí)，可減低磚面的溫度，解決現(xiàn)有海堤過(guò)熱的問(wèn)題，於潮漲時(shí)則可作保護(hù)，免海洋生物被捕獵者捕食。

梁教授說(shuō)：「這個(gè)在香港進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果令人鼓舞，清楚顯示了透過(guò)生態(tài)工程能有效增加生境的複雜度，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)用於香港及大灣區(qū)所有人工海堤，以提升生物多樣性。」

團(tuán)隊(duì)又在其中一半的組件，預(yù)先放上本地石蠔僧帽牡蠣，然後才安裝在海堤上，以測(cè)試會(huì)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(wú)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(dòng)物數(shù)量更增加了120%至571%。12個(gè)月後，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，而且多見於組件的坑紋內(nèi)。

梁教授在香港土木工程拓展署的支持下，現(xiàn)於馬料水、西貢和屯門垂直的海牆和斜式的防波堤對(duì)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(yàn)。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(guó)際上減緩人工海堤帶來(lái)的負(fù)面影響。

生境複雜度對(duì)生物多樣性影響因地而異

除了在香港，「世界海港項(xiàng)目」的國(guó)際專家團(tuán)隊(duì)亦把同款的生態(tài)磚安裝在全球另外13個(gè)地方、包括倫敦、悉尼和三藩市的海堤上，進(jìn)行一年的實(shí)驗(yàn)。

他們發(fā)現(xiàn)，受惠於生境複雜度的增加，全數(shù)地方的生態(tài)工程組件上，海洋無(wú)脊椎動(dòng)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)，生境的複雜程度對(duì)總物種數(shù)量和可移動(dòng)的軟體動(dòng)物（例如腹足動(dòng)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)，生境複雜程度對(duì)固著（sessile，即依附於某固定位置生長(zhǎng)）無(wú)脊椎動(dòng)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)生境複雜度對(duì)個(gè)別生物數(shù)量的影響，會(huì)因?yàn)槌蔽唬╰idal elevation）和緯度等因素而有所不同，部分地方有極為正面的影響，有些地方並無(wú)特別效果，而有地方甚至出現(xiàn)反效果。梁教授進(jìn)一步說(shuō)：「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逞}雜度在不同海域?qū)ι锒鄻有缘挠绊?，?huì)如何按特定地點(diǎn)的環(huán)境和生物因素而改變?！?/p>

梁教授和現(xiàn)為香港城大海洋污染國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(lái)自香港大學(xué)，其他共同作者則來(lái)自史雲(yún)斯大學(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(guó)際專家共同就「世界海港項(xiàng)目」研究發(fā)表的論文題為〈關(guān)於在海洋設(shè)置人工生態(tài)組件複雜性與生物多樣性關(guān)係的全球研究分析〉（〈A global analysis of complexity–biodiversity relationships on marine artificial structures〉），已刊於科學(xué)期刊《全球生態(tài)和生物地理》（Global Ecology and Biogeography）。

 

 

 

梁教授於香港城大取得環(huán)境科學(xué)哲學(xué)碩士學(xué)位後負(fù)笈蘇格蘭，於當(dāng)?shù)厝〉煤Ｑ笊鷳B(tài)毒理學(xué)博士學(xué)位後，一直從事與海洋相關(guān)的研究。他於2020年8月回歸母校，正式執(zhí)掌香港城大海洋污染國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。

海洋污染國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室由香港城大牽頭於2009年與香港六家大學(xué)共同建立，透過(guò)人才交流合作和共用儀器設(shè)備去拓展海洋污染相關(guān)基礎(chǔ)及創(chuàng)新科研。實(shí)驗(yàn)室主要科研方向包括：海洋污染監(jiān)測(cè)技術(shù)開發(fā)、污染物及有害藻類的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)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。