5至8℃温差，决定4类物候更替中国科学报

近日，中国科学院海洋研究所中法海洋微型生物生态学联合实验室在海洋微型浮游动物物候生态学研究方面取得新进展。研究基于青岛近岸海域全年高频现场观测，揭示了局地海水温度季节变幅对砂壳纤毛虫群落水平物候格局的塑造作用。相关成果发表于国际海洋生态学期刊Limnology and Oceanography。

浮游生物物候是海洋生态系统响应季节变化和气候变化的重要表征。已有研究多关注少数优势物种的出现时间和丰度峰值，而对微型浮游动物群落整体季节组织方式的认识仍然不足。砂壳纤毛虫是海洋微食物网中的重要类群，连接微型藻类、细菌生产过程与较高营养级消费者。由于其个体小、世代周期短、对环境变化敏感，传统月度或双周采样难以准确捕捉其快速变化的季节过程。

针对这一问题，研究团队在青岛近岸海域开展了每周三次、持续一年的高频调查，共获得149个现场样品。研究共记录砂壳纤毛虫30种，基于24个常见物种的周年出现和丰度变化模式，研究将砂壳纤毛虫群落划分为冷水型、温带I型、温带II型和暖水型4类物候类型（图1）。4类物候类型具有不同的季节峰值和热适宜范围（图2），并在一年中依次主导不同季节性群落组合：冬季低温阶段以冷水型为主，早春和晚秋阶段以温带I型为主，春末至初夏及入冬前阶段以温带II型为主，夏季高温阶段以暖水型为主。该结果表明，青岛近岸砂壳纤毛虫群落的周年变化主要表现为具有不同热生态位的物候类型有序更替（图3）。

图1砂壳纤毛虫4类物候类型的周年出现特征

图2砂壳纤毛虫4类群落物候类型丰度随温度变化的热性能曲线（升温期：绿色；降温期：棕色）

图3青岛近岸砂壳纤毛虫群落水平物候格局及其与水温的关系

该研究创新性地将高频现场观测与热性能曲线分析相结合，从以往“单一优势种季节变化”的研究视角推进到“群落水平物候类型识别”。研究发现，各物候类型的有效热性能范围大致集中在5–8℃。在此基础上，团队进一步重新分析了宁波和香港已发表的砂壳纤毛虫数据，发现局地海水温度季节变幅越大，可支持的物候类型数量越多。香港年温度变幅较小，对应2类物候类型；宁波年温度变幅居中，对应3类物候类型；青岛年温度变幅最大，对应4类物候类型。这一结果表明，局地海水温度季节变幅不仅影响物种出现时间和丰度峰值，也可能决定微型浮游动物群落可容纳的物候类型数量。

研究还发现，冷水相关物候类型和暖水相关物候类型在热性能曲线形态上存在差异。暖水相关类型表现出典型的负偏态热性能曲线，即丰度随温度升高逐渐增加，在超过适宜温度后快速下降；冷水相关类型则表现出正偏态热性能曲线，提示其在低温端可能对温度波动更加敏感。这一发现为理解近岸微型浮游动物在气候变化背景下的潜在响应提供了新的生态学线索。

该成果是中国科学院海洋研究所与法国地中海海洋研究所长期合作的阶段性成果之一，中国科学院海洋研究所博士研究生边文华和助理研究员董逸为论文共同第一作者，赵苑副研究员和张武昌研究员为论文通讯作者，博士研究生郭震、法国地中海海洋研究所Gérald Grégori为共同作者。研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和法国国家科学研究中心国际研究计划等项目资助。