冬季-春季东亚寒带太平洋流域尺度浮游动物群落结构及其生态意义

本研究针对东亚寒带太平洋(ESP)浮游动物分布数据匮乏的现状，通过2019-2022年三次大尺度航次调查，采用Bongo网(250?μm)采样结合GAM模型和聚类分析，首次揭示了阿拉斯加涡旋区小型浮游动物低生物量特征，发现北太平洋流(NPC)分叉区存在温度梯度驱动的群落分化(<7°C亚极地类群 vs >7°C混合类群)，为评估气候变化下鲑鱼等上层营养级生物的摄食环境提供了关键生态基线数据。

　　

在广袤的亚北极太平洋海域，每年有数百万尾鲑鱼进行着史诗般的洄游，它们的生存密码隐藏在微小的浮游动物群落中。然而这片被称为"东亚寒带太平洋"(Eastern Subarctic Pacific, ESP)的海域，却是海洋生态研究的"黑洞"——作为全球重要的高营养盐低叶绿素(HNLC)区域，其冬季浮游动物数据严重匮乏，制约着对鲑鱼等经济鱼类的资源评估。更严峻的是，随着太平洋年代际振荡(PDO)和厄尔尼诺-南方振荡(ENSO)的异常波动，北太平洋流(North Pacific Current, NPC)分叉位置正在发生偏移，可能重塑整个生态系统的格局。

为破解这一困局，由Joanne K. Breckenridge领衔的国际团队在《Progress in Oceanography》发表了突破性研究。研究团队抓住冬季-春季这个关键生态窗口期，在2019-2022年间执行了三次覆盖47.5°N以北的大规模航次，最西延伸至172°W。通过标准Bongo网(0.6米口径，250?μm网目)进行分层采样，结合温盐深仪(CTD)获取水文数据，运用广义加性模型(GAM)和聚类分析等先进手段，首次绘制了ESP流域尺度的浮游动物三维图谱。

物理与化学海洋学特征
航次恰逢PDO负相位期，表层100米水温梯度显著(3.2-9.3°C)。温度锋面将研究区划分为阿拉斯加涡旋冷水和NPC分叉区暖水两大体系，为后续群落分析提供了物理框架。

浮游动物群落格局
GAM模型揭示阿拉斯加涡旋中心存在"双低"现象——总丰度和小型浮游动物(<2mm)生物量均显著偏低。温度驱动的聚类分析将样本明确分为冷(<7°C)暖(>7°C)两大集群：冷集群以Neocalanus等亚极地指示种为主，呈现涡旋环流塑造的均质化特征；暖集群则呈现"生态鸡尾酒"效应，混合了亚极地、加利福尼亚海流和过渡带三类群，在NPC分叉区形成生物量高峰。

讨论与生态启示
这项研究首次证实冬季ESP存在"温度-海流-群落"三级耦合机制：PDO负相位通过收缩阿拉斯加涡旋影响NPC分叉位置，进而改变暖水入侵路径，最终导致分叉区形成高生物量的"浮游动物绿洲"。这一发现为解释鲑鱼幼鱼越冬存活率的年际波动提供了关键机制——分叉区可能充当冬季"营养泵"，通过增强的小型浮游动物(如桡足类幼体)供给支持上层捕食者。研究建立的基线数据集，将成为评估气候变暖下亚北极生态系统响应的"黄金标准"。

该成果的跨学科价值体现在三方面：在方法学上，建立了大尺度离散采样与连续环境因子建模的新范式；在理论上，阐明了物理强迫(PDO)通过中尺度过程(NPC分叉)影响生态结构的级联机制；在应用层面，为基于浮游动物指标的鲑鱼资源预测模型提供了冬季关键参数。正如作者强调，随着北极放大效应加剧，这项研究捕获的2019-2022年数据，可能成为未来评估亚北极生态系统临界点的历史参照系。