水下摄像机促进切萨皮克湾牡蛎礁栖息地的大规模研究

一项新研究使用了一种新技术来评估切萨皮克湾 12 条支流的牡蛎礁提供的栖息地类型。来自马里兰大学巴尔的摩分校 (UMBC) 的研究人员;马里兰大学巴尔的摩分校 (UMB);史密森尼环境研究中心 (SERC) 使用水下摄像机收集每条支流约 50 个地点的珊瑚礁结构图像，总地理跨度为 215 公里。他们还在 2017 年、2019 年和 2021 年反复对其中两条支流的栖息地进行了采样，以跟踪随时间的变化。

该研究包括马里兰州和弗吉尼亚州盐度范围广泛的地点。研究小组观察了恢复和未恢复的珊瑚礁、牡蛎保护区和捕捞的珊瑚礁。结果表明，未捕捞的珊瑚礁和恢复的珊瑚礁具有最复杂的珊瑚礁结构，包括更多的表面积被牡蛎覆盖和更大的珊瑚礁高度，即珊瑚礁上方的高度海湾底部。复杂的珊瑚礁结构往往为牡蛎和其他海湾野生动物(例如鱼类和甲壳类动物)创造更丰富的栖息地。盐度的作用更加微妙，取决于珊瑚礁的恢复和收获状态。

“管理收获和管理恢复是管理者拥有的两个最重要的工具，” UMBC/UMB海洋生物技术助理教授、这项新研究的主要作者Allison Tracy说。“有趣的是，在这种规模上，我们能够从收获、恢复和盐度中共同获得对栖息地模式的重要贡献。”

在研究的这些年里，随着时间的推移，跟踪的地点的栖息地得分都呈整体上升趋势，这对于海湾和依赖海湾的人们来说是个好消息。“在这段时间内，未捕捞和恢复的珊瑚礁更一致地保持了较高的栖息地得分，”特雷西解释道。

新技术解决了长期存在的挑战

在《海洋生态进展系列》上发表的这项新研究中，“我们利用水下摄影解决了理解恢复成功的两大挑战，” SERC 的高级科学家、这篇新论文的资深作者马修·奥格本 ( Matthew Ogburn ) 说。他解释说，以前的研究主要集中在牡蛎本身，而不是它们的珊瑚礁产生的栖息地，而且不同的监测技术并不总是具有可比性。Ogburn 和另一位 SERC 科学家、该论文的合著者Keira Heggie此前发表了一篇论文，概述了新的水下摄像机技术。

“使用一种简单的牡蛎礁评估方法使我们能够有效地调查大量地点，并对所有不同类型的牡蛎礁进行比较，”奥格本解释道。“我们的研究支持这样的观点，即牡蛎恢复会产生更多牡蛎，但也会产生更复杂的珊瑚礁，为其他物种提供栖息地。”

虽然恢复珊瑚礁和指定一些珊瑚礁作为牡蛎保护区很重要，但“解决方案不是停止捕捞，”特雷西说。作者指出，收获的珊瑚礁仍然提供重要的栖息地，尽管有所不同。例如，有些物种更喜欢稀疏的珊瑚礁。

“那些被砍伐的珊瑚礁仍然提供栖息地，”特雷西说。“并不是说收获的珊瑚礁上的栖息地不重要，它们只是贡献了不同的东西，同时也具有经济重要性。”

这项研究的最佳地点

展望未来，研究团队希望在这项工作的基础上再接再厉。特雷西和合著者正在撰写一篇即将发表的论文，该论文在部分研究地点使用更密集的抽样方法来验证快速评估技术的结果。该团队还希望找到创造性的方法来在每个地点收集更多水下数据，以确定哪些其他物种正在使用珊瑚礁，但目前这项工作受到相机电池寿命的限制。

作者还希望找到使用机器学习来分析图像的方法，使该过程更加高效，同时保持人类的准确性水平。迄今为止，机器学习的这种应用已被证明不如人类分析准确，但这种情况在未来可能会改变。

在这项研究中，合著者、SERC 公民科学家 David Norman 分析了所有图像，以确定珊瑚礁栖息地得分。让一个人对所有图像的表面覆盖和珊瑚礁高度进行评分可以大大提高一致性，但计算机评分可以帮助在未来的多项研究中实现这种一致性。SERC 还在测试众包图像分析是否是提高一致性和效率的有效方法。

未来还有很多工作要做，但这项新研究为切萨皮克湾的管理实践、环境条件和珊瑚礁栖息地之间的关系提供了重要的大规模视角。

随着重大恢复工作的开展、广泛的管理实践的使用以及保护组织、渔业、州政府和当地公民的大力参与，特雷西很高兴能够对世界上最大的河口系统之一进行研究，并指出，“我们真的很幸运，切萨皮克湾是进行这项研究的好地方。”

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