黑潮延伸体急流与脱落涡旋对上层海洋中型浮游动物群落结构与功能性状的影响机制

本研究针对黑潮延伸体(KE)急流及脱落涡旋如何影响西北太平洋上层海洋中型浮游动物群落结构与功能性状这一科学问题，通过现场观测揭示了KE作为水文屏障阻碍KOMW与NPSG区域水体交换，发现脱落涡旋通过提升营养盐输送促进浮游动物丰度，并首次报道夜光藻(Noctiluca scintillans)在KOMW区域的爆发现象(1.2×104 ind·m?3 )，为理解中尺度涡旋对海洋生态系统的影响提供了新证据。

　　

在浩瀚的西北太平洋，黑潮延伸体(KE)如同一条奔腾的"海洋高速公路"，携带着热带温暖水体与丰富营养物质向中纬度挺进。这条强大的西边界流不仅塑造了独特的海洋环境，更通过其伴生的中尺度涡旋活动深刻影响着上层生态系统的运作机制。然而，KE急流及其脱落的涡旋如何改变浮游动物群落的结构与功能？这一科学问题长期困扰着海洋生态学家。

2015年4月，当KE在144°-146°E区间形成显著南向弯曲并伴随冷芯脱落涡旋时，中国海洋大学的研究团队抓住这一自然实验契机，在《Progress in Oceanography》发表了突破性研究成果。他们通过多学科交叉方法，首次系统阐明了KE急流作为生物地理屏障的作用机制，并揭示了脱落涡旋对浮游动物分布的差异化影响。

研究团队采用卫星遥感海面高度异常(SLA)和地转流速异常(GVA)数据追踪KE动态，结合CTD剖面仪获取温盐垂直结构，将9个观测站划分为Kuroshio-Oyashio混合水(KOMW)、KE核心区、脱落涡旋影响区和北太平洋副热带环流(NPSG)四种类型。通过200μm网目浮游生物网进行分层采样，对捕获的浮游动物进行种类鉴定和功能性状（摄食类型、体型大小等）分析，并结合叶绿素a(Chl a)浓度等环境参数进行多变量统计。

环境异质性驱动群落分异
温盐剖面显示KE南北两侧存在显著水文梯度，形成从北至南的四段式浮游动物分布格局。KE急流如同"生态防火墙"，有效阻隔了KOMW与NPSG区域的水体交换，导致两区域物种组成差异显著。值得注意的是，NPSG区域悬浮摄食的杂食-植食性浮游动物比例显著高于其他区域，这与脱落涡旋引发的营养盐上涌密切关联。

生物入侵的涡旋效应
研究首次记录到KE的东向平流将红色夜光藻(Noctiluca scintillans)从日本沿岸输送至开阔海域，并在KOMW区域形成爆发性增殖(1.2×10⁴
ind·m^?3
)。这种赤潮生物通过改变饵料资源结构，进一步重塑了当地浮游动物群落。脱落涡旋虽能通过上升流效应使浮游动物丰度提升30%，但其对物种组成和功能性状的影响却有限，且边缘区域的丰度始终高于涡旋中心——这与涡旋辐散效应导致的营养盐分布格局高度吻合。

功能性状的环境响应
功能多样性分析表明，浮游动物的摄食策略呈现纬度梯度变化：NPSG区域以悬浮摄食者为主，而KOMW区域则多见主动捕食者。体型谱分析进一步证实，脱落涡旋通过改变食物网结构，显著影响浮游动物的碳输出效率。这些发现为构建"环境-功能性状-生态过程"的定量关系模型提供了关键参数。

这项研究不仅揭示了物理过程与生物响应的耦合机制，更创新性地将功能性状理论应用于海洋中尺度过程研究。其发现对预测气候变化背景下涡旋活动增强对海洋碳循环的影响具有重要价值，为构建区域生态系统模型提供了关键边界条件。特别是关于KE作为生物地理屏障的论证，为理解西北太平洋生物多样性格局的形成机制提供了新视角。未来研究可结合分子生物学手段，进一步解析涡旋过程中物种的快速适应机制。