深海冷泉环境中鱼类的营养适应策略：基于稳定同位素揭示的生态位分化与资源利用机制

本研究针对深海冷泉生态系统鱼类营养生态位特征不明的问题，通过稳定同位素技术（δ13 C/δ15 N）分析南海冷泉区鱼类群落，发现冷泉区鱼类随深度增加呈现δ15 N升高、δ13 C富集现象，且500米以深群落营养生态位宽度显著大于对照区。研究揭示了冷泉通过化能合成产物支撑深水鱼类资源多样性与个体特化的平衡机制，为理解深海生物适应性提供了新视角。

　　

深海冷泉如同海底的"生命绿洲"，源源不断释放的甲烷和硫化物滋养着独特的生态系统。然而，这些极端环境下的鱼类如何适应资源分布？它们的营养策略与普通深海有何不同？长期以来，科学家们对冷泉生态系统的 trophic structure（营养结构）认知存在空白。南海作为全球冷泉分布热点区域，其鱼类群落的生态位分化机制更是未解之谜。

中国水产科学研究院南海水产研究所的研究团队在《Water Biology and Security》发表论文，首次通过稳定同位素技术揭示了南海冷泉区鱼类的营养适应策略。研究团队在2023年8月使用"南锋号"调查船，于西沙海槽冷泉区（16°43′N, 110°29′E）和对照区（17°30′N, 110°58′E）分层采集96种1009尾鱼类样本，结合 zooplankton（浮游动物）、cephalopods（头足类）等饵料生物，利用元素分析-稳定同位素比值质谱仪测定 δ¹³
C 和 δ¹⁵
N 值，通过 Bayesian ellipse analysis（贝叶斯椭圆分析）和 MixSIAR 混合模型解析营养关系。

稳定同位素特征
冷泉区鱼类 δ¹⁵
N 值随深度显著增加（750米达10.47‰），δ¹³
C 值在750米较75米显著富集1.33‰，而对照区 δ¹³
C 随深度降低。这种反常模式揭示冷泉化能合成产物补充了深层碳源。

营养结构
600米深度冷泉区呈现最大营养多样性（CD=1.22），SEAc（标准椭圆面积）随深度扩大至750米的3.98，而对照区 SEAc 随深度减小。共享物种在冷泉区的个体生态位宽度（SEAc）比对照区窄40-60%，显示冷泉促进了个体食性特化。

营养生态位重叠
冷泉区75米与400米鱼类生态位重叠达80%，但750米与75米几乎无重叠，暗示中深层鱼类可能改变垂直迁移（DVM）行为。对照区400-600米层重叠显著（88.59%），反映资源竞争加剧。

食物来源贡献
冷泉区750米深度 shrimp（虾类）贡献达55%，显著高于对照区（32%）；cephalopod 在600米贡献峰值达44%。冷泉 chemosynthetic community（化能合成群落）为鱼类提供了更丰富的无脊椎动物饵料。

这项研究开创性地揭示了冷泉生态系统通过资源异质性驱动鱼类营养策略分化的双重机制：在群落层面，化能合成产物扩展了深水营养生态位宽度；在个体层面，资源多样性促使物种特化窄生态位。相比对照区资源限制导致的个体生态位扩张，冷泉区展现了"宽-窄"协同的适应范式。研究还提出深度阈值假说——超过500米后鱼类可能调整垂直迁移模式，这对理解深海生物能量流动具有重要启示。南海冷泉作为生物多样性热点，其支撑的复杂营养网络为深海生态系统 resilience（恢复力）研究提供了新模式，也为深海保护政策制定提供了科学依据。