黑海西北陆架大型底栖动物数据集：填补功能生态学空白的多维度整合研究

本研究为解决黑海生态系统功能评估中生物性状数据缺失的问题，由比利时列日大学等机构联合构建了涵盖215个分类单元、27种功能性状及环境因子的多维数据集（1995-2017）。通过整合物种分布、响应-效应性状（response/effect traits）和模型模拟的理化参数，该研究为理解底栖群落对富营养化等压力的适应机制提供了新工具，支持欧盟海洋战略框架指令（MSFD）下的生态系统管理。

　　

黑海西北陆架长期面临富营养化、有机富集和底部缺氧等多重压力，导致底栖生态系统功能严重退化。尽管底栖动物作为能量流动和生物地球化学循环的关键调节者，其功能性状数据在全球海洋生态系统中仍存在显著空白。传统监测方法难以揭示环境压力与生态系统功能间的机制联系，而欧盟《海洋战略框架指令》（MSFD）和《栖息地指令》（HD）的实施亟需多维度数据支撑。

比利时列日大学Severine Chevalier领衔的国际团队在《Scientific Data》发表了首个整合黑海西北陆架大型底栖动物（macrozoobenthos）多维度数据集的研究。该研究汇编了1995-2017年间237个站点的215个分类单元分布数据，并为其中127个类群系统性地标注了27种功能性状，涵盖生命周期特征（如寿命、繁殖策略）和生态系统功能指标（如生物扰动类型、沉积物稳定化能力）。同时耦合了Copernicus海洋环境监测服务（CMEMS）提供的底部温度、盐度、溶解氧（DOX）等模型数据，以及现场测量的沉积物类型参数。

关键技术包括：1）基于世界海洋物种名录（WoRMS）的标准化分类校正；2）使用NEMO4.2-BAMBHI生物地球化学模型生成环境变量；3）通过模糊编码（fuzzy coding）处理性状多模态数据；4）采用共惯性分析（CoIA）验证数据子集代表性。

背景与数据价值
底栖动物通过生物扰动（bioturbation）和生物灌溉（bioirrigation）调控沉积物-水界面的物质通量，其功能性状可预测环境压力响应（response traits）和生态功能贡献（effect traits）。研究区域在1990年代因硝酸盐输入减少经历富营养化缓解，但水温上升导致冷中间层（CIL）形成减少，引发新的生态扰动。

数据记录与方法
采样覆盖EROS-2000（1995）至EMBLAS（2017）等7次科考，使用箱式取样器（box corer）和Van Veen抓斗获取样本。性状数据来自544篇文献，包含：寿命（T1）、成熟年龄（T2）、摄食类型（T27）等，其中15.7%的性状与生物构造（如管栖结构T21）相关。模型数据空间分辨率达2.5km，包含颗粒有机碳通量（botfluxPOC）等关键参数。

技术验证
性状数据集覆盖59%的分类单元，占个体密度总和的86%。共惯性分析显示，性状子集与完整群落的群落结构高度一致（RV=0.98, p<0.001），证实其代表性。模型数据通过CMEMS质量评估体系验证，溶解氧等参数与BGC-ARGO浮标数据吻合。

应用前景
该数据集支持：1）RLQ分析揭示环境过滤机制；2）功能多样性指数计算；3）生物扰动潜力制图。例如，通过性状组合可识别沉积物混合类型（T25）与缺氧耐受性的关联，为管理海底拖网作业提供科学依据。研究还发现，尽管富营养化减轻，但部分功能群恢复滞后，暗示气候变暖的新压力。

这项研究建立了首个连接黑海底栖生物分类学与功能生态学的标准化框架，其方法论（如三表联用分析）可推广至其他陆架海生态系统评估。数据集已通过Figshare开源，将为全球海洋生态系统健康诊断提供基准模板。