戈尔韦大学和法国海洋开发研究院测试3D打印人工礁,用于恢复冷水珊瑚生态

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       2026年9月26日,一支来自法国和爱尔兰的联合研究团队在大西洋海底投放了23个3D打印的人工珊瑚礁,深度达1100米。此举旨在测试增材制造技术能否加速因底拖网捕捞而受损的冷水珊瑚栖息地的恢复。这些人工珊瑚礁于8月由法国海洋考察船队的科考船“大西洋号”(L'Atalante)投放至两个保护区:爱尔兰西海岸西南部的波库皮尼浅滩(PorcupineBank)和法国比斯开湾的吉尔维内克峡谷(Guilvinec Canyon)。
      此次部署是 REDECOR(冰冻珊瑚修复)项目的最新举措,项目为期三年,由戈尔韦大学、法国海洋研究所 Ifremer和索邦大学的研究人员共同开展。它隶属于 REDRESS(深海栖息地修复以重建欧洲海洋)项目,是欧盟“地平线欧洲”计划的一部分,汇集了来自15 个国家的 27 个合作伙伴。
海底深处打印混凝土
      每个珊瑚礁都是一个采用生态设计的3D打印圆柱体,由低碳混凝土制成,并融入了火山材料。这些模块高约80厘米,直径约100厘米,每个重约600公斤。3D打印技术允许在每个混凝土单元中构建复杂的内部结构,包括隧道、平台和悬垂结构,从而创造出可供珊瑚和其他生物栖息的微生境和表面。这些模块并非连接成一个连续的整体结构,而是单独放置,分布在约半公顷的区域内。在Porcupine浅滩,它们被放置在水面以下900至1100米处,图中所示的人工鱼礁位于水面下约950米处。


在Porcupine海面950米深处安装人工礁石
△在Porcupine海面950米深处安装人工礁石。图片来自Ifremer/戈尔韦大学
         研究人员正在测试两种在结构上播撒珊瑚幼虫的方法。一些模块装有牡蛎壳、陶瓷板和瓷砖,旨在吸引自由游动的珊瑚幼虫自行附着。另一些模块则装有“珊瑚碎片”,即活珊瑚的小块。为了制备这些珊瑚碎片,研究团队从约950米深的海域采集珊瑚,将它们饲养在模拟深海环境的海水缸中,然后剪下小枝,固定在牡蛎壳上,最后将牡蛎壳固定在打印好的珊瑚礁上。这项研究主要关注两种主要的冷水造礁物种:深海珊瑚(Lophelia pertusa)和眼斑珊瑚(Madrepora oculata)。研究目标是探究移植的珊瑚碎片能否存活并形成新的群体,以及它们是否能使人工礁对定居的幼虫更具吸引力。
来自2025年珊瑚礁的早期迹象
      8 月份的航行还重访了 2025 年活动期间安装在吉尔维内克峡谷的模块。一年前放置在这些珊瑚礁上的珊瑚残骸被发现仍然存活,这些结构吸引了各种海洋生物,包括海胆、鱼类、螃蟹和海百合。戈尔韦大学深海生态学家安东尼·格雷汉博士是Porcupine海滩考察任务的联合负责人,他表示:“通过这个项目,我们正在测试能否通过为珊瑚创造新的生长基础结构来积极加速珊瑚礁的恢复,这些结构还能模拟珊瑚礁的结构,从而帮助重建功能完善的珊瑚礁栖息地。初步结果非常令人鼓舞,如果我们能够证明这些方法有效,那么就有可能为在大西洋及其他地区扩大受损珊瑚礁的修复规模开辟新的可能性。”
     未来几年,研究团队将利用摄影、视频和3D测绘技术,追踪这两个地点珊瑚礁及其周围珊瑚和其他物种的生长发育情况。计划明年搭乘爱尔兰科考船对爱尔兰和法国的这两个地点进行监测。项目还将测量海水状况、沉积物和化学污染物,以更好地了解珊瑚健康生长所需的条件,以及气候变化和海洋酸化可能对珊瑚礁修复产生的影响。
为什么等待并非一种选择
       冷水珊瑚不如热带珊瑚礁那样为人熟知,但它们支撑着深海生物多样性,包括鱼类种群。它们也十分脆弱,很容易被底拖网捕捞破坏。由于它们每年仅生长几毫米,受损的珊瑚礁可能需要数十年甚至数百年才能自然恢复。REDECOR项目的两个研究地点现已禁止拖网捕捞。Porcupine Bank研究地点受欧盟共同渔业政策管辖,政策禁止在水深800米以下进行拖网捕捞;吉尔维内克峡谷(Guilvinec Canyon)是欧盟自然2000保护区,同样禁止拖网捕捞。然而,对于研究人员来说,仅仅采取保护措施是不够的。
      法国海洋开发研究院 (Ifremer) 深海底栖生态学研究工程师玛丽-克莱尔·法布里(Marie-Claire Fabri) 是比斯开湾考察的联合负责人,她说:“仅仅保护这些区域是不够的;迫切需要积极恢复冷水珊瑚。”REDRESS项目的合作伙伴在英国、冰岛和意大利的大西洋和地中海海域也安装了同样的3D打印珊瑚礁模块。这使得项目能够从欧洲范围的角度来考察标准化的3D打印结构是否能够可靠地支持不同环境下的珊瑚礁修复。研究结果有望指导新《欧洲自然恢复法》的实施,法规设定了恢复受损海绵、珊瑚和珊瑚藻栖息地的目标。资金来自欧盟通过REDRESS项目提供的资助,以及法国海洋考察船队、法国海洋开发研究院(Ifremer)和索邦大学的资助。
从热带泻湖到深海大西洋
       REDECOR 的策略旨在弥补仅靠拖网禁捕无法解决的缺口。保护措施可以阻止新的破坏,但冷水珊瑚每年仅生长几毫米,因此被破坏的珊瑚礁可能需要数十年甚至数百年才能自行恢复。开发团队的解决方案是为珊瑚礁的恢复提供物理上的先机:利用 3D 打印技术建造低碳混凝土模块,这些模块包含隧道、平台和悬垂结构,模拟珊瑚礁的形态,部分模块配备了珊瑚附着面,部分模块则植入了活珊瑚碎片。项目的独特之处在于作业地点。迄今为止,大多数3D打印人工礁项目,从墨西哥湾的3D打印混凝土礁到香港的3D打印陶土瓦,都集中在浅水区。而REDECOR的模块则安装在900至1100米深处。由于英国、冰岛和意大利的合作伙伴采用的是相同的设计,项目还可以测试一种标准化的打印单元是否适用于欧洲截然不同的海底环境。


墨西哥湾部署的3D打印混凝土人工礁石模块
△墨西哥湾部署的3D打印混凝土人工礁石模块


2026年6月,马尔代夫安纳塔拉迪古岛度假村与瑞士公司rrreefs合作,在度假村的泻湖底部放置了13个花形珊瑚礁结构。项目被报道为“马尔代夫安装的3D打印珊瑚礁结构”。这些模块采用烧制陶土3D打印而成,旨在帮助珊瑚幼虫定居。部分资金来自汉莎航空集团旗下的EdelweissAir和Hel Alliance 。


利用3D打印技术修复和重建珊瑚礁及沿海生态系统
△利用3D打印技术修复和重建珊瑚礁及沿海生态系统。图片来自EAD。
       在约旦,亚喀巴发展公司、Voyacy Regen和Sperra 联合部署了 3D 打印混凝土礁体结构,项目在 2025 年尼斯联合国海洋大会上进行了展示。据报道,这是亚喀巴最新的 3D 打印珊瑚礁修复项目。此外,阿布扎比环境署与Archireef签署了一份谅解备忘录,计划利用 3D 打印技术,以天然材料制成结构,修复阿布扎比的珊瑚礁。

       3D打印技术如今已成为浅水珊瑚礁修复的成熟工具。REDECOR项目则将其应用于深海,那里的珊瑚礁恢复速度最为缓慢。

       来源:南极熊


关键词:3D打印人工礁

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