南太平洋的新喀里多尼亚拥有全球数一数二的珊瑚礁泻湖，2008年起被列入世界遗产名录。然而，支撑该国经济的镍矿开采，正让红土山体的泥沙与重金属沿河流源源涌入近岸泻湖。采矿对珊瑚和底栖生物的影响已有诸多评估，但浮游动物——这个连接初级生产者与高营养层的关键环节——在采矿开始后究竟发生了什么，此前一直空白。2025年发表于《Marine Pollution Bulletin》的研究首次填补了这一空白：法国艾克斯-马赛大学、IRD等机构的Pagano团队，借助ZooSCAN浮游动物图像分析系统，对采矿重镇Voh-Koné泻湖开展了采矿后首次浮游动物全景定量分析。结果显示，类群丰富度与Shannon多样性均与非藻颗粒浓度显著负相关（R=-0.64与-0.68），当浑浊度指标CNAP超过5 mg/L时，10个敏感类群彻底消失。所幸快速的水体交换让泻湖保有韧性——而要捕捉这种"变与不变"，正需要ZooSCAN这样既快又准的定量工具。
研究背景
新喀里多尼亚的经济高度依赖镍矿。自2012-2013年起，Koniambo镍业公司（KNS）开采Koniambo超基性岩体——这片381平方公里的红土山体富含镍、铁、锰、铬、钴；海岸的镍冶炼厂2014年全面投产，配套工业港与通海航道也在2008-2010年间疏浚完成，项目海洋环境足迹达1366平方公里。
采矿的环境代价清晰可查：土壤侵蚀、沉积物负荷增加、浑浊度升高，以及微量金属污染。此前研究已追踪了金属的迁移与生物有效性，也评估了浑浊度对珊瑚和底栖生物的伤害，但浮游动物始终缺席——尽管它们体型小、繁殖快、对污染极为敏感，是公认的水质生物指示剂。
研究场地选在Voh泻湖：北部Chasseloup湾承接火山-沉积岩区的河流输入（对照区），南部的Vavouto湾正对冶炼厂（暴露区），湾内V4站距厂区最近。团队设计了"采矿四年后的体检方案"：将2018年2月UECOCOT航次实测结果，与2008-2010年采矿前CLAPPP项目的历史数据对照。
研究过程
2018年2月1-13日，调查队搭乘"Alis"号考察船进入Voh泻湖。时机颇为微妙：3天前热带气旋FEHI刚掠过新喀里多尼亚东北海岸，单日降雨72毫米——调查恰好捕获了极端径流事件后的泻湖生态响应。
采样沿两条断面展开：北断面覆盖外海O站、潮流通道P站与Chasseloup湾C1-C5站，南断面覆盖Vavouto湾V1-V4站，跨越大潮-小潮序列的四个潮期重复采样。同步地，泻湖内布放声学多普勒流速剖面仪监测流场，配合三维水动力模型反演各站位的水体年龄与"经流厂区水体"比例；CTD温盐深仪剖面则给出温度、盐度、叶绿素与非藻颗粒浓度（CNAP，浑浊度代用指标）的分布。
浮游动物用80 μm口径WP2型浮游生物网由底层垂直拖曳至表层，4%硼酸缓冲福尔马林固定；实验室称量湿重生物量后，样品筛分为三个粒径级，中型浮游动物的两个粒径级逐一上机分析。
这正是ZooSCAN登场之处：样品平铺于扫描槽中，由ZooSCAN结合ZooProcess软件数字化为高分辨率图像，自动识别并测量每一个个体的分类类群、等效粒径与生物体积，自动分类结果经EcoTaxa平台处理并由专家逐一校验。个体干重依据异速生长关系估算，估算总生物量与实测湿重高度吻合（r²=0.827，n=44），证明这套图像定量流程足够可靠。
实验结果
共有43个类群被ZooSCAN成像识别，其中桡足类22种，占浮游动物总丰度的66%-82%；阶段性浮游生物幼虫与卵占8.1%-17.4%，胶质类群占2.5%-19.8%。桡足类中Paracalanidae科最占优势（占总丰度20%-48%），其次是Oithonidae（10%-48%）与Acartiidae（1%-20%）。
时空格局上，FEHI气旋后的SP1期是全线峰值：各站丰度与生物量显著高于其后各潮期。空间上外海站位丰度最低，Chasseloup湾最高；类群丰富度（每样14-39个）与Shannon指数（1.4-3.4）在外海最高，在Vavouto湾内侧显著偏低。
核心发现在于浑浊度的"指纹"：丰富度与多样性均与CNAP显著负相关（R=-0.64与-0.68）。CNAP低于3 mg/L时每样可记录44-46个类群；一旦超过5 mg/L，Calocalanus、Candacia、Sapphirinidae、尖头溞及双壳类、苔藓虫幼虫等10个类群完全消失。距冶炼厂最近的V4站正是全湖最浑浊之处，CNAP最高达6.5 mg/L。非度量多维排序（NMDS）进一步显示：外海与通道站位群落均匀稳定、以大洋性类群为主，Vavouto湾内侧站位则变异剧烈，由强扰动的近岸类群所标记。
与采矿前CLAPPP历史数据的对比给出了"半好半忧"的成绩单：同期同潮条件下，2009年2月与2018年2月的环境条件相当相似，浮游动物丰度、生物量与群落结构的变幅总体温和。尤为重要的是，采矿前的历史数据中，丰富度、多样性与浑浊度并无相关关系——而2018年，这条负相关线清晰地浮现出来。
图1 法国HYDROPTIC公司ZooSCAN浮游动物成像分析系统
图2 Voh泻湖采样站位：北部Chasseloup湾C1-C5（对照区）、南部Vavouto湾V1-V4（暴露区，V4紧邻冶炼厂）、通道P站与外海O站（图源：Pagano et al., 2025, Mar. Pollut. Bull. 210:117302, Fig.1）
图3 类群丰富度S与Shannon多样性H′对非藻颗粒浓度CNAP（a、c）均呈显著负相关，对叶绿素（b、d）关系较弱——浑浊度是塑造群落多样性的主因子（图源：Pagano et al., 2025, Fig.6）
图4 基于主要类群丰度的NMDS排序：外海与通道站位（蓝系）群落稳定且富大洋性类群，Vavouto湾内侧（橙）变异剧烈，Chasseloup湾（绿）介于其间（图源：Pagano et al., 2025, Fig.7）
研究结论
这是Koniambo矿业开发以来针对Voh泻湖浮游动物的首次评估。核心判断是：尽管自然变率极高，泻湖浮游动物仍留下了采矿影响的印记——最突出的表现是丰富度与多样性下降，其机制更可能是非藻颗粒稀释了饵料质量（"吃了却难以消化"），而非单纯的金属毒性（泻湖内金属浓度远低于已知致毒水平，但尚不能排除）。同时变化是局地而温和的：真正受影响的只有Vavouto湾内侧。泻湖的良好韧性，可能得益于快速水体更新（平均水体年龄仅0.1-12天）与周边红树林的过滤屏障。
研究团队据此提出监测建议：将非藻颗粒负荷与浮游动物类群组成并列长期监测，并把本研究识别出的浑浊度敏感类群作为"哨兵物种"，用于泻湖生态扰动的早期预警。对这座以采矿为经济命脉、又以世界遗产礁泻湖为生态命脉的岛屿而言，这套以ZooSCAN定量图像为基线的方法，为"开采与保护并重"提供了可复制的技术路径。
结语
浮游动物是水环境的"活传感器"，但传统镜检太慢，难以支撑高频、多站位的监测需求。本文中，ZooSCAN图像分析系统一个航次即完成40余份样品、43个类群的自动定量分析，输出与国际接轨的丰度、粒径谱与生物量数据，让"采矿前-后对比"和"哨兵物种预警"真正落地。作为法国HYDROPTIC公司的经典产品，ZooSCAN与EcoTaxa智能分类平台无缝衔接，把福尔马林固定封存的历史样品变成可持续挖掘的数字资产——无论是矿山环境评估、珊瑚礁泻湖监测还是渔业资源调查，它都能为您的项目提供快人一步的浮游动物定量方案。
参考文献
1. Pagano M, Rodier M, Laval M, Varillon D, Guilloux L, Dupouy C, Devenon J-L, Chevalier C. Zooplankton in Kone Lagoon (New Caledonia): Natural variability versus mining effects. Marine Pollution Bulletin, 2025, 210: 117302. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2024.117302
2. Gorsky G, Ohman M D, Picheral M, et al. Digital zooplankton image analysis using the ZooScan integrated system. Journal of Plankton Research, 2010, 32(3): 285-303. DOI: 10.1093/plankt/fbp124
3. Picheral M, Colin S, Gorsky G. EcoTaxa, a tool for the taxonomic classification of images. Earth System Science Data, 2017, 9: 1161-1172. DOI: 10.5194/essd-9-1161-2017
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