西北大西洋深水珊瑚群落分带模式及其性状特征受海洋环流驱动的机制研究

研究人员针对深海底栖群落构建机制不清的科学问题，采用联合物种分布模型(HMSC)和性状分析方法，揭示了西北大西洋深水珊瑚群落的垂直分带受控于水团特性，发现珊瑚骨骼材料(文石/方解石)是响应盐度梯度的关键性状。该研究为预测气候变化下海洋环流改变对深海生态系统的影响提供了理论依据。

　　

在深邃的海洋底部，珊瑚如同陆地上的森林，构筑起复杂的三维生境，支撑着独特的生态系统。然而与陆地生态系统研究相比，人们对深海生物群落构建机制的认识仍存在巨大空白。特别是在气候变化背景下，海洋环流格局的改变将如何影响这些脆弱生态系统，成为亟待解决的科学难题。西北大西洋作为冷暖水团交汇的典型海域，其深水珊瑚群落为探究这一科学问题提供了理想模型。

加拿大达尔豪斯大学等机构的研究团队在《Progress in Oceanography》发表的研究，首次系统揭示了海洋环流通过调控珊瑚骨骼性状驱动群落分带的机制。研究整合了2013-2019年间103次ROV和拖曳相机调查数据，涵盖30个珊瑚属在212个1 km²
网格的分布信息。通过构建层次化物种群落模型(Hierarchical Models of Species Communities, HMSC)，结合主坐标分析(PCoA)构建的三维性状空间，发现：

研究方法上，团队创新性地将性状分析与联合分布模型相结合。首先通过主坐标分析将珊瑚的5个性状（息肉直径、群体高度及3种骨骼材料组分）降维至3个主轴；随后采用HMSC模型量化环境变量对群落构建的贡献；最后通过功能多样性指数（Fric、Fdis、Feve）表征各 assemblages 的生态特征。所有预测均限制在环境相似区域（36%研究区域），确保模型外推可靠性。

【3.1. 模型结果】
模型解释力达46%（AUC=0.96），显示水温（25.3%）和盐度（37%）是主要驱动因子。珊瑚骨骼性状解释31.3%的环境响应变异，其中"方解石-文石轴"(PC1)与盐度显著正相关，表明高盐度促进文石型石珊瑚分布。

【3.2. 空间预测与珊瑚 assemblages】
识别出9个群落类型，呈现明显垂直分带：

• 陆架 assemblages（A-C）：受拉布拉多水团影响，以方解石型八放珊瑚为主
• 陆坡 assemblages（D-I）：受北大西洋中央水团控制，文石型石珊瑚占比提升
  其中峡谷区域的assemblage E物种最丰富（Sric最高）

【3.3. 性状指数】
功能丰富度（Fric）在陆坡 assemblages更高，而陆架 assemblages呈现低功能离散度（Fdis）和均匀度（Feve），表明环境过滤作用更强。

【4.1. 水团驱动机制】
研究首次证实盐度通过骨骼材料介导环境过滤：文石在盐水团（Ω_aragonite

1）中更稳定，而方解石型珊瑚适应低盐环境。这解释了北大西洋中央水团（T=8-12°C, S=35）与拉布拉多水团（T=4-8°C, S=34-35）影响区的群落差异。

【4.2. 性状多样性启示】
陆坡 assemblages的高功能多样性反映生态位分化，而陆架 assemblages的低多样性暗示强烈环境压力（如渔业干扰）。研究为深海保护提供科学依据：东北峡谷国家保护区（assemblage E分布区）的生物多样性热点需重点保护。

该研究的创新性在于将物理海洋学与功能生态学相结合，建立了"水团-性状-群落"的关联框架。不仅填补了深海群落构建理论空白，更为预测AMOC（大西洋经向翻转环流）变化对深海生态系统的影响提供了关键指标——珊瑚骨骼性状可能成为监测深海环境变化的"生物传感器"。未来研究可拓展至其他功能性状（如摄食策略），并整合食物供应等生物因素，以完善深海群落构建的预测模型。