南极半岛北部中大型浮游动物群落时空格局与环境驱动机制研究（2017–2019）

《Progress in Oceanography》：Spatiotemporal patterns and environmental drivers of Meso- and Macrozooplankton communities on the Northern Antarctic Peninsula (2017–2019)

　　本研究揭示了南极半岛北部海域中大型浮游动物群落的时空动态，阐明了水温、盐度、混合层深度（MLD）等环境因子通过影响水柱稳定性及浮游植物组成（如硅藻、隐藻），进而驱动浮游动物（如樽海鞘、桡足类）年际演替的关键机制，凸显了该区域作为极地海洋生态系统对气候变化响应的敏感指示区。

　　

海洋学采样

采样在巴西海军NPo Almirante Maximiano号船上进行，作为高纬度海洋学小组（GOAL）开展的INTERBIOTA项目的一部分，该项目在三个不同的南大洋考察期间于NAP附近进行（图1）。这些航次分别发生在2017年（2月-3月）和2018年（2月）的夏末，以及2019年（12月）的夏初。

海水物理特性分析

在整个研究期间，观察到不同区域和年份海水温度、盐度和水团分布的差异。2017年，较暖、较淡的表层水（0–100 m）尤为突出，特别是在西北部的布兰斯菲尔德海峡（BS）和别林斯高晋海（BL）区域，记录了最高温度（3.2 °C）（图2）。

这些条件与2018年和2019年形成对比，当时较冷的表层水占主导地位，尤其是在BS的东部和东南部区域。最低温度（-1.3 °C）在2019年记录于BS的东南部。在垂直尺度上，2017年观察到最稳定的水柱，特别是在GS和BL，而2018年的水柱稳定性最低，混合层深度（MLD）更深。

浮游植物群落

最高的叶绿素a浓度在2018年记录于GS（12.02 mg m^-3），与硅藻相关，硅藻是当年的优势类群。相反，最低的叶绿素a浓度（0.19 mg m^-3）在2017年BS观察到，与相对较小的浮游植物细胞（如甲藻和隐藻）的浓度相关。到2019年，分布发生显著变化，硅藻在BS占主导地位，而隐藻在GS盛行。

讨论

我们的研究结果揭示了NAP海域表层海水温度显著的年度变化，这影响了浮游生物的组成和丰度。2017年观测到的较高表层温度导致水柱稳定性增加——这是影响浮游生物群落结构的关键参数。根据我们的结果，它也是影响从表层到深层分布、丰度和组成的主要因素。这些条件有利于像Salpa thompsoni这样的胶质浮游动物，它们在较暖、分层的条件下大量繁殖。相比之下，2018年较冷、混合更充分的条件有利于硅藻和桡足类，如Metridia spp. 的桡足幼体。2019年，与较低表层盐度相关的更大稳定性有利于GS的隐藻和小型桡足类物种，如Ctenocalanus citer和Oithona spp.，而硅藻和哲水蚤目桡足类在BS保持优势。昼夜垂直迁移（DVM）影响了分布，黄昏时表层丰度较高，白天分布较深，这有利于Metridia spp.。这项研究强调了年度环境变率塑造了NAP的浮游动物群落结构。关键类群如Salpa thompsoni的丰度反映了更广泛的海洋学条件，并且似乎抑制了小型桡足类和早期发育阶段，这些类群在其缺失时变得更为丰富和具有生态相关性。与较暖的表层水和增加的分层相关的S. thompsoni的年际变率，可能作为生态系统对气候驱动的海洋学变化响应的指标。

结论

尽管海洋实地工作存在固有的后勤挑战，包括某些站点时间覆盖不完整以及由于测深限制或天气状况突变导致的垂直采样变化，但所有采样站点的整合提供了跨不同时空尺度的浮游动物群落结构的综合视图。这种方法保留了数据集的生态相关性，并阐明了在快速变化的极地环境中驱动浮游动物分布的环境驱动因素。