冰藻对南大洋大西洋扇区南极磷虾越冬期间碳源的贡献_NormalPdf.docxVIP

第54卷第4期海洋与湖沼Vol.54,No.4

2023年7月OCEANOLOGIAETLIMNOLOGIASINICAJul.,2023

冰藻对南大洋大西洋扇区南极磷虾越冬期间碳源的贡献*

陈晓丽1,2,3,4张吉昌5,6王新良5,6韩正兵7

彭全材1,2,4王延清8杨光1,2,3,4①

(1.中国科学院海洋研究所海洋生态与环境科学重点实验室山东青岛266071;2.崂山实验室山东青岛266237;3.中国

科学院大学北京100049;4.中国科学院海洋大科学中心山东青岛266071;5.中国水产科学研究院黄海水产研究所农业

农村部极地渔业可持续利用重点实验室山东青岛266071;6.崂山实验室深蓝渔业工程联合实验室山东青岛266237;

7.自然资源部第二海洋研究所浙江杭州310012;8.中国科学院海洋研究所工程技术部山东青岛266071)

摘要南极磷虾是南大洋生态系统的关键物种,种群聚集在南大洋的大西洋扇区。海冰在南极磷虾

生活史中起着重要作用,海冰及其冰下环境为磷虾越冬提供了避难场所,但海冰是否为磷虾越冬提供了重要的饵料存在一定的争议,对此问题的解决需要量化源于海冰的冰藻对南极磷虾越冬期间饵料及碳源的贡献。基于2020年冬季(3~8月)于南大洋大西洋扇区48.1亚区(布兰斯菲尔德海峡周边区域)和48.3亚区(南乔治亚岛周边海域)采集的磷虾样品,通过两种高支链类异戊二烯化合物(IPSO25和HBIIII)分别作为源于海冰的冰藻和源于水体浮游植物的生物标志物,对两个区域冬季磷虾对冰藻和浮游植物的依赖进行研究。结果显示,处于较高纬度、海冰密集度较高的48.1亚区的南极磷虾体内含有更高的IPSO25,而处于开阔水域48.3亚区的磷虾体内有更高比例的HBIIII,另外48.3亚区磷虾的δ13C和δ15N稳定同位素显著高于48.1亚区的磷虾。48.1亚区南极磷虾越冬期间对浮游植物和冰藻的依赖与体长相关,其中体长相对较短的早期成体呈现更高的依赖性,同时该区域磷虾对冰藻的摄食提高了其营养级地位。48.3区南极磷虾越冬期间两种类异戊二烯含量与δ15N稳定同位素数值呈负相关关系,表明该区域南极磷虾在初级生产匮乏时会摄食动物性饵料。若未来南大洋大西洋扇区海冰持续减少,这将对整个磷虾种群、磷虾渔业的可持续发展和区域生态系统的稳定性产生威胁。

关键词南极磷虾;冰藻;浮游植物;越冬;南大洋;高支链类异戊二烯

中图分类号Q958doi:10.11693/hyhz20221200324

极地是全球变化的敏感区域,全球变暖引起的海冰变化及其对生态系统的影响受到人们的广泛关注(Murphyetal,2016;Atkinsonetal,2019)。南极大磷虾(Euphausiasuperba,以下简称为南极磷虾或磷虾)被认为是南大洋生态系统的基石物种,一方面南极磷虾作为连接初级生产和高营养级生物的中间环节,在南大洋食物网中的物质循环和能量传递过程起着

重要作用(Schmidtetal,2016);另一方面南极磷虾通过摄食浮游植物、粪便排放以及残骸沉降对南大洋生物泵的输出效率产生重要贡献(Cavanetal,2019;Mannoetal,2020)。因此南极磷虾的种群变动对整个南大洋食物网和生态系统产生重要影响(Kohlbachetal,2017a)。

尽管南极磷虾是环南极分布物种,其种群主要

*青岛海洋科技中心专项经费资助,2022QNLM030002-1号;中国科学院海洋大科学中心重点部署项目,COMS2020Q08号;南极重点海域对气候变化的响应和影响,IRASCC01-02-01D号;泰山学者工程项目。陈晓丽,硕士研究生,E-mail:1403071984@