编辑推荐:
西印度洋萨雅德玛哈浅滩(Saya de Malha bank)数据稀缺,研究人员通过 2022 年印度洋考察,评估其浮游植物群落生产力与驱动因素。发现水柱混合均匀,浮游植物生物量有空间差异,与 30m 深度海流速度相关,有助于了解其碳汇与生态作用。
在广阔无垠的西印度洋,有一片神秘而独特的区域 —— 萨雅德玛哈浅滩(Saya de Malha bank)。它位于毛里求斯和塞舌尔之间的马斯克林高原(Mascarene Plateau),这片被海水淹没的火山高原就像一座隐藏在海底的 “宝藏库”,分布着四座深浅不一的浅滩,萨雅德玛哈浅滩便是其中重要的一员。这里本是寡营养的海域,却有着极高的生产力,是众多海洋生物的家园,堪称海洋生态系统中的一颗璀璨明珠。
过去,虽然科学家们知道这片浅滩很重要,但对它的了解却十分有限。相关研究数据极度匮乏,物理、化学和生物等多方面的生态过程都未被完全掌握。就像拼图缺了很多关键的碎片,无法完整地呈现出萨雅德玛哈浅滩的生态全貌。海洋中浮游植物(phytoplankton)作为海洋食物链的基础,对整个海洋生态系统的稳定和发展起着至关重要的作用。然而,这片浅滩浮游植物群落的生产力以及影响它们的主要因素,一直是困扰科学家们的谜题。为了填补这些知识空白,深入了解这片神秘浅滩的生态奥秘,2022 年,摩纳哥探险队(Monaco Explorations)组织开展了一次针对萨雅德玛哈浅滩的专项考察。
此次研究意义重大。萨雅德玛哈浅滩是南印度洋重要的初级生产力区域,对于热带寡营养水域的浮游生物食物网以及维持该海域的高生物多样性至关重要。研究其浮游植物生物量的分布和驱动因素,有助于揭示海洋生态系统的运行机制,为保护海洋生物多样性、评估海洋碳循环和生态服务功能提供关键依据。该研究成果发表在《Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography》杂志上。
研究人员运用了多种技术方法来开展研究。他们乘坐南非极地研究船 “阿古拉斯二号”(R/V Agulhas II),在 2022 年 10 月 30 日至 11 月 21 日的季风间歇期进行考察。基于 2018 年 5 月 “南森” 号(Nansen)巡航获取的测深数据,选择不同深度的站点进行温盐深仪(CTD,conductivity, temperature and depth)测量,包括深水(>1000m)、陆架 / 海脊(陡坡区域)和浅水 / 浅滩区域。通过这些测量,获取了不同区域的温度、电导率等数据,同时还采集了浮游植物样本,分析其生物量和粒径分级(即微微型浮游植物 pico - phytoplankton、纳米型浮游植物 nano - phytoplankton 和微型浮游植物 micro - phytoplankton)。
研究结果如下:
- 水体特征:共成功进行了 25 次 CTD 测量,测量深度从 60m 至 1993m。不同站点的测量数据显示,海峡站点的温度和电导率显著低于其他站点(Student t 检验,p < 0.05)。
- 浮游植物生物量分布:整个浅滩的水柱混合良好,但总叶绿素 a(chlorophyll a)存在一定空间差异。基于总叶绿素 a 含量,浅滩东北部陆架区域的远洋生产力较高,向南部逐渐降低。
- 浮游植物粒径分布:浮游植物生物量的粒径分布表明,浅滩的浮游植物群落以微微型浮游植物为主(约 46%),且该类群在表层水中相对丰度最高。相反,微型浮游植物在表层水的相对丰度较低(<60m 处约 13%),随着水深增加而升高(>60m 处约 36%)。
- 与海流的关系:将浮游植物生物量与此次考察获取的声学多普勒流速剖面仪(ADCP,Acoustic Doppler Current Profiler)数据对比发现,浅滩各处 30m 深度的最大生物量与主要海流速度高度吻合。
研究结论和讨论部分指出,萨雅德玛哈浅滩独特的地理环境使其受到主要海洋环流模式的影响。南赤道流(SEC,South Equatorial Current)的向西流动和南北迁移,将富含营养物质的底层水带到浅滩东部海脊的表面,极大地影响了浅滩的生产力。浮游植物生物量与 30m 深度海流速度的紧密联系,有助于了解生物量向印度洋其他区域的输出模式,以及萨雅德玛哈浅滩作为碳汇和碳输出者,对该区域远洋营养网的贡献。这项研究为我们深入了解萨雅德玛哈浅滩的生态系统提供了重要依据,为后续的海洋生态保护和资源管理奠定了坚实的基础,也为进一步研究海洋生态系统在全球气候变化背景下的响应和适应提供了宝贵的数据支持。