亚热带分布北界大型底栖有孔虫群落特征及其对气候变化的响应：日本四国岛高知县海域研究

本研究聚焦气候变暖背景下大型底栖有孔虫（LBF）的纬度迁移趋势，针对亚热带北缘海域（日本高知县，33.26°N）的LBF群落特征空白，首次系统调查该区域活体与死亡钙质壳有孔虫的组成。通过藻类附着体与沉积物采样，发现64个大型有孔虫（>0.5 mm）分类单元，其中共生型LBF（如优势种Amphistegina lobifera占比50%）主导群落，且与低纬度（琉球群岛）相比出现calcarinids缺失、textulariids增多的纬度梯度特征。该成果为追踪LBF北向扩展提供了关键基线数据，对预测暖化生态效应具重要指示意义。

　　

论文解读

研究背景：气候变化的生态哨兵

海洋升温正推动热带生物向极地迁移，重塑全球生态系统。大型底栖有孔虫（Large Benthic Foraminifera, LBF）——这些携带共生藻类的单细胞原生生物，因对水温敏感且具钙质壳（如钙质透明壳hyaline或瓷质壳porcelaneous），成为监测暖化效应的理想指标。当前LBF研究多集中于低纬度珊瑚礁区，而在其分布北界（如日本四国岛33°N附近）缺乏活体群落数据。历史研究仅基于死亡壳体，无法反映实际生态状况。模型预测显示，至2050年Amphistegina等LBF类群将北扩1-1.5°，而高知县海域正处于未来迁移的关键通道。

研究机构与方法

日本琉球大学（University of the Ryukyus）研究人员在四国岛高知县南部海域（33.26°N）设置3个站点，采集藻类附着活体、沉积物中活体及死亡壳体样本，筛选0.5-2 mm粒径的有孔虫（包括共生型与非共生型）。通过形态学鉴定（共计64个分类单元）和群落对比分析（对比琉球群岛数据），结合黑潮暖流（Kuroshio Current）影响评估，揭示该过渡带的生物地理特征。

主要技术方法

1. 样本采集：在潮下带浅海区同步获取藻类附着活体、沉积物活体及死亡壳体
2. 尺寸筛选：聚焦0.5-2 mm大型有孔虫壳体
3. 分类鉴定：活体（藻类附着活体17种、沉积物活体8种）与死亡壳体（60种）形态学鉴定
4. 群落对比：与琉球群岛（Ryukyu Island Arc）历史数据进行纬度梯度比较

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研究结果

1. 总体发现与常见物种
共鉴定2755个标本，包括藻类附着活体568个、沉积物活体33个及死亡壳体2154个。64个分类单元中53种鉴定至种级，优势种Amphistegina lobifera占比近50%，其次为Sorites spp.、Peneroplis spp.等共生型LBF。沉积物活体以amphisteginids（3种）、peneroplids（3种）为主，其中Peneroplis pertusus仅见于沉积物活体。

2. 纬度梯度对比
与琉球群岛相比，高知县海域呈现三大特征：

• 类群更替：琉球群岛优势类群calcarinids完全缺失
• 结构差异：Amphisteginids（如A. lobifera）和textulariids占比显著升高
• 共生型主导：共生型LBF在活体群落（藻类附着）与死亡壳体中均占主导

3. 历史数据对照
早期高知县研究（Asano, 1937; Uchio, 1962）记录的LBF以死亡壳体为主，主要类群为calcarinids（浅海区）与amphisteginids（深海区）。本次发现calcarinids缺失、amphisteginids绝对优势的格局，反映近百年间群落结构重大转变。

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结论与意义

本研究首次证实高知县海域作为亚热带北界的关键特征：

1. 纬度过渡性：Amphistegina lobifera的绝对优势（50%）与calcarinids缺失，标志该区已处于LBF热带核心区向温带边缘的过渡带
2. 暖化前哨信号：与历史记录对比显示amphisteginids取代calcarinids的群落更替，可能与黑潮暖流强化相关
3. 监测基线价值：建立的64种LBF清单（含17种活体）为追踪未来北扩提供基准数据

该成果发表于《Marine Micropaleontology》，不仅填补了西太平洋LBF分布北界的生态空白，更揭示amphisteginids类群可能成为暖化海洋的"先锋物种"。随着模型预测的1-1.5°北扩趋势，高知县海域将持续为理解气候驱动的生物重组提供天然实验室。