《Marine Environmental Research》：Growth phase-linked
Sargassum-associated DOM structures microbial succession and carbon-nutrient coupling in a benthic
Sargassum bed
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本研究分析了中国雷州湾外伶仃岛Sargassum海藻床不同生长阶段（3月初始生长、5月峰值生长、6月衰老）释放的溶解有机物（DOM）及其对微生物群落和浮游植物组成的影响。结果表明，峰值生长阶段无机氮磷浓度最低，溶解硅相对较高，蛋白类DOM增加，细菌群落以Bacteroidia和Alphaproteobacteria为主，纳米浮游植物和Coscinodiscophyceae增强；衰老阶段无机氮磷回升，腐殖质类DOM增强，微型叶绿素a和Mamiellophyceae再现。该动态DOM释放影响细菌演替、浮游植物组成及碳-营养耦合，为近岸生态系统模型和蓝碳管理提供依据。
欧晓莉|黄龙龙|王秋杰|徐丽丽|欧林健|杨宇峰
济南大学生命科学与技术学院/南方海洋科学与工程广东实验室（珠海），中国广州510632
摘要
底栖马尾藻通过释放与生长阶段相关的溶解有机物（DOM），影响其上方的水体，这些溶解有机物与微生物和浮游植物相互作用。我们研究了在陆地输入有限的威海岛（马尾藻床）系统中，从初始生长期（3月）、生长高峰期（5月）到衰老期（6月）的营养物质比例、荧光DOM（FDOM）和有色DOM（CDOM）、胞外酶活性以及微生物群落的变化。在生长高峰期，溶解无机氮（DIN）和磷（DIP）达到季节性最低值，尤其是磷含量极为稀少，而溶解硅酸盐（DSi）相对较高；类蛋白DOM增加，BIX上升，HIX和SUVA254下降，胞外酶活性增强，这与拟杆菌门和阿尔法变形菌门的增加以及纳米浮游植物和圆盘藻门的增强信号一致。在衰老期，DIN和DIP有所回升，类腐殖质特征增强，这与微小叶绿素a含量的增加和马尾藻门的复苏相符。这些结果表明，与生长阶段相关的DOM有助于近岸水域中细菌演替、浮游植物组成以及碳-营养物质的耦合，为生态系统模型和蓝碳管理提供了依据。
引言
海藻是沿海生态系统中的基础工程师，通过大量的初级生产支持生物多样性并调节碳和营养物质的流动（Hill等人，2015年；Eger等人，2023年）。全球范围内，海藻床覆盖了数百万平方公里的面积，对海洋净初级生产有显著贡献，并在碳封存方面可能起着重要作用（Krause-Jensen和Duarte，2016年；Wu等人，2023年）。在各种海藻中，马尾藻属是溶解有机碳（DOC）的区域性来源，向周围水域释放大量溶解有机物（DOM）（Wang等人，2018年；Powers等人，2019年），其中一部分可能以难降解的形式存在（Watanabe等人，2020年）。
在局部尺度上，海藻可以通过快速吸收营养物质来缓解富营养化（Li等人，2017年），而在生长和衰老过程中释放的易分解DOM会刺激微生物处理和再矿化作用（Wang等人，2025年；Xie等人，2022年；Xiong等人，2024年）。这些相互矛盾的作用使得蓝碳核算变得复杂：DOM的释放可能会加速二氧化碳的周转，尽管其中一部分通过微生物转化成为更持久的DOC。因此，DOM的组成是动态变化的：在大型藻类活跃生长期间，含有类蛋白、低分子量成分的易分解分泌物会在水中积累，但这些成分在微生物作用下会转化为更类似于腐殖质的DOM。这些变化会影响细菌和浮游植物群落（Li等人，2022年；Wu等人，2025年）。
与漂浮的马尾藻床（例如大西洋马尾藻带；Wang等人，2019年）相比，附着在基底上的马尾藻床中的DOM-微生物耦合关系尚未得到充分研究。威海岛（中国北部湾）拥有一个陆地输入有限且具有强烈季节性动态的底栖马尾藻系统（Sun等人，2025年）。在这里，我们评估了与生长阶段相关的马尾藻相关DOM——定义为在床内测量的冠层尺度DOM——如何与微生物和浮游植物的变化共同变化。具体来说，我们量化了从初始生长、生长高峰期到衰老期期间营养物质比例和DOM光学性质（荧光DOM（FDOM）和有色DOM）的季节性变化，并评估了它们与胞外酶活性（EEAs）以及关键细菌类群的相对丰度的共变关系，同时考虑了按大小分级的浮游植物。
研究区域和采样
野外工作在中国北部湾威海岛周围的马尾藻床进行（21°00′–21°10′N，109°00′–109°15′E），该地区的陆地输入有限（Chen等人，2020年）。主要物种是S. wightii和S. mcclurei，在春夏季节形成的季节性冠层覆盖了约40–60%的岩石基底（Sun等人，2025年）。底栖床的水深通常为2–6米；冠层高度约为0.6–2.1米（Sun等人，2025年）。采样时马尾藻床的面积约为3.7平方公里；生物量
水文变量
马尾藻生长阶段的不同阶段，表层海水条件有所不同（表1）。在初始阶段，温度为22.8 ± 0.4 °C，盐度为33.15 ± 0.03，溶解氧（DO）为6.71 ± 0.16 mg L?1，pH值为8.05 ± 0.01。在生长高峰期，温度升高（p < 0.05），溶解氧浓度下降（p < 0.05），而盐度和pH值保持稳定（p > 0.05）。在衰老期，温度进一步升高（p < 0.05），盐度下降（p < 0.05），溶解氧和pH值没有显著变化（p > 0.05）。
营养物质和DOM光学性质：与生长阶段相关的变化及明显的易分解性
在生长高峰期，营养物质比例（DIN和DIP较低，DSi相对较高，导致DIN:DSi < 1）与浅水系统中硅藻硅化的需求一致，在这些系统中，底栖生物的补充作用维持了DSi的水平（Martin-Jézéquel等人，2000年）。由于岩石浅水床中的DSi通常由底栖生物的补充或水体变化维持，我们将低DIN:DSi解释为有利于硅形成的环境，而不是马尾藻对硅酸盐的影响（Tréguer & De La Rocha，2013年）。
光学特征
结论
与生长阶段相关的马尾藻相关DOM似乎塑造了底栖床中的微生物演替和碳-营养物质的耦合。在生长高峰期，DIN和DIP达到最低值，同时类蛋白DOM增加，胞外酶活性（EEAs）升高，拟杆菌门和阿尔法变形菌门以及纳米浮游植物和硅藻的数量增加；在衰老期，DIN和DIP回升，类腐殖质特征增强，微小叶绿素a含量增加，马尾藻门重新活跃。这些变化在冠层尺度上得到解释
CRediT作者贡献声明
欧晓莉：撰写——初稿，研究，正式分析。黄龙龙：撰写——初稿，正式分析。王秋杰：研究。徐丽丽：研究。欧林健：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿，正式分析。杨宇峰：撰写——审稿与编辑，监督，项目管理，资金获取利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本研究得到了南方海洋科学与工程广东实验室（珠海）（SML2021SP203和SML2024SP028）以及中国国家自然科学基金（42476124）的支持。
