气候变率驱动俄勒冈沿岸磷虾生物量与体长的物种特异性变化：一项2001-2018年的长期研究

本综述基于长达18年（2001-2018）的高频时间序列数据，揭示了美国俄勒冈州纽波特沿岸磷虾（Euphausiids）对气候变率的物种特异性响应。研究明确了温度与太平洋磷虾（E. pacifica）和刺糠虾（T. spinifera）的密度、生物量及成体长度呈负相关，并发现暖水条件导致其分布向海偏移、个体小型化，预示暖洋条件下高营养级捕食者的饵料资源将减少。

　　

Section snippets

Field methods

样本采集于2001年至2018年，是俄勒冈州纽波特（44.6° N）沿岸纽波特水文线长期采样计划的一部分。站点位于离岸5、10、15、20和25海里处（底部深度分别为60、80、90、140和296米）。NH05、NH10和NH15站位于大陆架，NH20站大致位于陆架坡折，NH25站位于陆坡。采样在夜间进行...

Oceanographic conditions

研究期间（2001–2018）涵盖了广泛的环境条件，包括太平洋十年涛动（PDO）的暖相位和冷相位，以及与高/低生产力时期相关的异常冷、暖水温。纽波特沿岸上层100米年平均温度大致遵循PDO相位。当PDO处于正（暖）相位时（2003–2005, 2014–2017），上层100米温度通常高于平均值；当PDO处于负（冷）相位时（2001–2002, 2008–2013），温度则较低。2014-2016年海洋热浪期间观测到异常温暖的条件，而2002年夏季则异常寒冷。叶绿素a浓度（生产力的代表）在寒冷、高生产力的PDO负相位年份往往较高，而在温暖、低生产力的PDO正相位年份（如2005年和2014-2016年热浪期间）则较低。

Discussion

本研究揭示了气候变率对磷虾跨陆架分布、丰度和体长的影响。这项18年的时间序列涵盖了俄勒冈海岸动态的海洋条件，包括局部（如上升流 timing、持续时间和强度）、区域（如异常暖或冷的水温）和 basin-scale 过程的变化。每年典型的春季上升流随后出现浮游植物水华的季节模式都以某种方式发生了变化。我们的研究结果强调了两个主要物种对温度变化的显著但不同的响应。正如预测，温暖条件导致两种主要物种的丰度、生物量和成体长度减少。对于被认为是浅海物种的刺糠虾（T. spinifera）而言，温暖条件还导致其分布向海移动，近岸站点的丰度急剧下降。相比之下，太平洋磷虾（E. pacifica）的分布对温度变化的响应较弱，但在所有站点都观察到其个体尺寸在温暖年份变小。这些物种特异性的响应表明，在持续的暖洋条件下，高营养级捕食者可获得的磷虾资源可能会在质量和数量上均有所下降。

Conclusion

这项为期18年的研究揭示了在动态的北加州海流中，关键磷虾种群对气候变率的独特物种特异性响应。我们的研究结果表明，温暖的海洋条件持续导致两个主要物种——太平洋磷虾（E. pacifica）和刺糠虾（T. spinifera）——的生物量、密度和个体长度减少。浅海性的刺糠虾对温暖的海洋条件特别敏感，其分布向海偏移，并且在极端温暖事件（如2014-2016年海洋热浪）期间丰度急剧下降。此外，在温暖年份，两种物种的成体在所有站点都持续变小。这些发现强调了在预测气候变化对海洋生态系统影响时，考虑物种特异性生态策略的重要性。随着海洋持续变暖，这些重要饵料生物的数量减少和个体变小，可能会对依赖它们的高营养级捕食者（如鱼类、海鸟和鲸类）产生级联效应。