格但斯克湾季节性浮游幼虫群落动态及其对环境因子的响应：一项波罗的海南部全年研究

《Scientific Reports》：Seasonal variability of meroplankton in the Gulf of Gdańsk, Southern Baltic Sea

本研究针对波罗的海生态监测中长期忽视的阶段性浮游生物(meroplankton)群落，在格但斯克湾沿盐度梯度开展月度采样，首次系统揭示了双壳类担轮幼虫(Bivalvia veliger)和多毛类后续发育阶段(Polychaeta metatrochophora)的优势地位，发现水温是驱动群落变异的关键因子(p≤0.05)，为理解气候变化下底栖-浮游耦合机制提供了关键数据。

　　

在全球气候变化背景下，波罗的海作为世界最大的半咸水水体之一，正经历着远超全球平均速率的海表温度上升和盐度梯度重构。这片海域强烈的季节性水温波动、营养盐可利用性和风暴条件，深刻影响着其浮游生物群落。其中，阶段性浮游生物(meroplankton)——即底栖无脊椎动物和鱼类的幼体阶段，作为连接底栖与浮游生态系统的关键环节，其生存成功与否直接关系到许多物种的种群补充。然而，以往对波罗的海浮游动物的研究多集中于终身浮游生物(holoplankton)，对阶段性浮游生物的季节性动态及其环境影响因子认知存在显著空白。特别是在受维斯瓦河淡水输入影响显著的格但斯克湾，尽管栖息着多样且具有商业价值的物种幼体，却从未有研究专门聚焦于此区域的阶段性浮游生物群落。

为解决这一问题，Adam Makatun和Agata Weydmann-Zwolicka在《Scientific Reports》上发表了题为“Seasonal variability of meroplankton in the Gulf of Gdansk, Southern Baltic Sea”的研究论文。该研究于2021年5月至2022年4月间，每月沿格但斯克湾内从维斯瓦河河口至格但斯克海盆（深度约100米）的断面，在四个站点(S1-S4)进行了系统性采样。研究旨在探究阶段性浮游生物的多样性，并评估影响其群落结构的核心环境因子。

研究采用的关键技术方法包括：依据赫尔辛基委员会(HELCOM)指南使用WP-2浮游生物网（网目100μm）进行全水层垂直拖网采样；基于形态学鉴定将幼虫归类为12个操作分类单元(OTU)；利用PRIMER 7软件进行群落相似性分析(ANOSIM)、相似性百分比分析(SIMPER)以及基于距离的线性模型(DistLM)和冗余分析(dbRDA)，以揭示群落结构与水温、盐度、叶绿素a（源自ERGOM模型）等环境因子的关系。

环境条件

研究期间，格但斯克湾水域环境参数呈现显著时空变化。最浅的S1站（近维斯瓦河口）水温变幅最大，8月最高达20.5°C，2月最低至3.1°C。盐度在6月于S1站出现最低值（2.59），10月于S3站出现最高值（8.82）。叶绿素a浓度在春夏出现峰值。

季节性变化

研究共鉴定出12个阶段性浮游生物OTU。群落表现出高度的季节性动态：春季，多毛类后期担轮幼虫(metatrochophora 2)在浅水区占主导，4月S1站丰度高达252 ind. m^-3；夏季，双壳类担轮幼虫(Bivalvia veliger)在7月S1站出现爆发性增长，超过3000 ind. m^-3，成为绝对优势类群；甲壳类幼虫（蟹蚤状幼虫和虾糠虾幼虫）仅在夏末秋初少量出现；秋季，刺胞动物浮浪幼虫(Cnidaria planula)在11月S3站丰度最高（1.7 ind. m^-3）；冬季，鱼类卵和幼虫以及多毛类早期幼虫(trochophora, metatrochophora 1)出现另一个丰度峰值。ANOSIM分析证实了月份间和季节间群落组成的显著差异，但站点间无显著差异。SIMPER分析进一步表明，除春季以多毛类幼虫为主外，其他季节均由双壳类担轮幼虫主导相似性。

环境驱动因子

DistLM分析揭示，水温是解释群落变异的唯一显著环境因子，单独解释了29%的变异。dbRDA排序图清晰展示了样品的季节性分布：2-5月的样品与多毛类各发育阶段及鱼类卵、幼虫的增多相关；10-11月样品与刺胞动物浮浪幼虫增多相关；而夏季样品（6-8月）则与较高水温紧密关联。S1站的样品表现出更高的变异性，且与甲壳类无节幼虫、腺介幼虫以及双壳类、腹足类担轮幼虫在7、8月的高丰度相关。

研究结论与讨论

本项为期一年的月度研究首次系统揭示了格但斯克湾开放性水域阶段性浮游生物的群落动态，明确了双壳类担轮幼虫和多毛类幼虫的全年优势地位，并证实水温是调控其季节变异的关键环境驱动因子。研究表明，阶段性浮游生物，尤其是在温暖月份的高丰度，使其成为波罗的海浮游生态系统中的重要组分，对许多底栖和浮游物种的生存至关重要。

与波罗的海南部以往的浮游动物研究相比，本研究观察到的阶段性浮游生物动态总体趋势相似，但也存在差异，如未记录到甲壳类幼虫的秋季峰值，这可能与采样方法（100μm网目对较大、活动能力较强的幼虫捕获效率有关）或局部环境差异有关。研究指出，未来研究需纳入底层水体溶解氧等参数，并建议结合分子技术（如DNA条形码、环境DNA）和自动成像系统（如FlowCAM）以提高物种鉴定分辨率和工作效率，从而更深入地理解阶段性浮游生物的生态学角色。尽管存在时间覆盖相对较短、缺乏原位叶绿素a测量等局限，本研究为未来在波罗的海及其他海域开展更精细的阶段性浮游生物研究奠定了坚实基础，强调了在气候变化背景下，将阶段性浮游生物纳入海洋监测计划的重要性。