一系列海洋热浪影响了底栖生物的局部β多样性，但并未影响α多样性

《Marine Environmental Research》：A train of marine heat waves affected benthic local beta but not alpha diversity

海洋热浪对底栖群落招募的影响研究：在撒丁岛海洋保护区使用自主礁监测结构（ARMS）和线粒体细胞色素氧化酶I高通量测序，分析了两个不同温度基线站位（Berni和Santa Caterina）在MHW序列事件前后的群落组成变化。结果显示 Porifera（海绵）、Bryozoa（水螅纲）和Cnidaria（珊瑚）为优势门类，热浪后群落β多样性降低，移动性物种如Decapoda（甲壳类）比例上升，而慢速移动物种如Bryozoa、Nudibranchia（海兔）和Rhodophyta（红藻）显著减少，但α多样性未发生显著变化。

　　### 海洋热浪对海底群落招募的影响研究

随着全球气候变暖的加剧，海洋温度在过去几十年中显著上升，这种变化对海洋生物多样性和生态系统功能产生了深远的影响。海洋热浪（Marine Heat Waves, MHWs）作为一种极端气候事件，其持续时间和发生频率都在增加，对海洋生物群落的结构和功能带来了挑战。特别是在地中海地区，由于其快速变暖的趋势，成为研究海洋热浪影响的理想区域。本研究旨在探讨反复发生的海洋热浪对地中海南部一个海洋保护区（Marine Protected Area, MPA）中海底群落招募的影响，特别是对隐生底栖生物（cryptobenthos）的多样性与组成变化。

### 研究背景与意义

海洋热浪已成为全球海洋生态系统面临的重要威胁之一。这些热浪事件通常定义为持续五天或以上，海面温度高于该地区某一年份的90百分位数的时期。近年来，全球范围内的海洋热浪事件显著增加，且呈现出更强的强度、更长的持续时间和更复杂的相互作用。海洋热浪不仅改变了海洋物种的分布格局，还影响了群落的组成，进而对生态系统的功能产生深远影响。这些变化可能包括某些物种的消失，以及优势种群的替换，从而改变生态系统的稳定性与生产力。

隐生底栖生物是一类生活在海底岩石缝隙或隐蔽空间中的小型生物，包括附着和移动性物种，其生态功能多样，涵盖滤食、捕食、植食和分解等多种角色。尽管隐生底栖生物在生态系统中具有重要的作用，但由于其体型小、栖息地隐蔽，传统调查方法难以有效捕捉其多样性和动态变化。因此，需要采用新的研究方法，如标准化采样单位和高通量测序技术，来更全面地评估这些生物对海洋热浪的响应。

### 研究方法与设计

本研究采用自主礁监测结构（Autonomous Reef Monitoring Structures, ARMS）作为标准化采样单位，结合高通量测序技术，对地中海南部Capo Carbonara海洋保护区的两个站点——Berni和Santa Caterina的隐生底栖生物群落进行调查。这两个站点具有不同的基线温度，使得研究能够更清晰地观察海洋热浪对其影响。

ARMS由多层PVC板组成，模拟海底岩石的三维结构，为各种底栖生物提供适宜的附着表面。研究团队在2022年7月3日将ARMS安装在9米深的水平岩石基底上，并在2023年7月3日和9月28日分别回收，以评估热浪事件前后生物群落的变化。回收后的样本在实验室中进行处理，包括去除生物量、均质化处理以及保存在95%乙醇中，以便后续DNA提取和测序。

DNA提取采用专门的商业试剂盒，并结合了特定的引物对，用于扩增线粒体细胞色素c氧化酶亚基I（COI）基因片段。通过高通量测序技术，研究团队能够快速评估物种多样性，并通过生物信息学分析揭示群落组成的变化。此外，研究还使用了统计方法，如PERMANOVA和SIMPER，以评估不同时间点和站点之间的α多样性（α-diversity）和β多样性（β-diversity）差异。

### 研究结果与分析

在热浪事件前后，两个站点的α多样性没有显著变化，但β多样性显著降低。这表明尽管物种总数保持稳定，但不同站点之间的生物群落相似性增加，出现了明显的群落同质化现象。这种变化主要体现在某些耐热性较低的物种（如水螅类、某些多毛类和红藻）的减少，以及耐热性较高的物种（如甲壳类）的增加。

具体而言，Porifera（海绵）在两个站点中均保持较高的丰度，而Bryozoa（苔藓虫）和Cnidaria（刺胞动物）的丰度在热浪事件后有所下降。同时，一些移动性较强的物种，如Decapoda（十足类），在热浪事件后显著增加。这些变化反映了不同生物类群对温度变化的适应能力差异，耐热性较强的物种在热浪事件中表现出更强的生存能力和繁殖能力。

此外，研究还发现，某些特定的隐生底栖生物群落，如Facelinidae（某些海蛞蝓）、Microporidae（某些苔藓虫）和Champiaceae（某些红藻）在热浪事件后完全消失。这表明这些物种对海洋热浪极为敏感，可能无法适应快速的温度变化。相反，某些耐热性较强的物种，如Pinnulariaceae（硅藻）和Terebellidae（某些多毛类），在热浪事件后丰度增加，显示出较强的适应能力。

### 生态意义与未来展望

研究结果表明，虽然海洋热浪事件没有显著减少物种丰富度，但对隐生底栖生物群落的组成产生了重要影响。这种变化可能导致生态系统功能的改变，例如滤食性生物的减少可能影响海洋营养循环，而移动性生物的增加可能改变底栖生态系统的结构和动态。

尽管本研究揭示了海洋热浪对隐生底栖生物群落的影响，但其结果仍需进一步验证。例如，季节性变化、水流动力和生物相互作用等因素可能对群落组成产生额外影响。因此，未来的研究需要考虑更长时间尺度的数据，以及更广泛的采样设计，以区分自然季节性波动与极端气候事件的影响。

此外，为了更好地理解隐生底栖生物对海洋热浪的响应，研究团队建议采用多基因分析方法，以更全面地评估不同生物类群的功能和适应性。同时，加强隐生底栖生物的分类学和生态学研究，有助于预测未来海洋热浪对生态系统的影响，并为保护措施提供科学依据。

### 结论

综上所述，本研究揭示了海洋热浪对隐生底栖生物群落的短期影响，即群落组成的改变和同质化现象的出现。这些变化可能对海洋生态系统的长期功能产生重要影响，尤其是在某些关键物种消失或丰度显著降低的情况下。因此，未来的研究应更加关注隐生底栖生物的适应机制和生态功能，以更全面地评估海洋热浪对海洋生态系统的影响，并为生态保护和管理提供科学支持。