水温驱动亚速尔海域普通海豚与大西洋斑海豚的生态位分离机制研究

推荐：本研究通过分析2001-2015年亚速尔群岛海域的长期目击数据，结合多物种分布模型（SDMs），揭示了水温（SST）是驱动普通海豚（Delphinus delphis）与大西洋斑海豚（Stenella frontalis）生态位分离的关键因素，阈值约21℃。该成果为理解同域物种共存机制及气候变化对海洋哺乳动物分布的影响提供了重要依据。

　　

在广阔的海洋生态系统中，同域物种如何共存一直是生态学研究的核心问题。亚速尔群岛海域作为北大西洋生物多样性热点区域，栖息着形态和生态需求高度相似的两种海豚——普通海豚（Delphinus delphis）和大西洋斑海豚（Stenella frontalis）。尽管它们共享相似的栖息地和食物资源，但长期观测显示两者存在显著的季节性交替现象：普通海豚在夏季数量锐减，而大西洋斑海豚则相反。这种奇特的生态现象背后，究竟是生理限制、猎物分布变化，还是种间竞争在起作用？

为解答这一问题，来自葡萄牙亚速尔大学（University of the Azores）的研究团队利用长达15年（2001-2015年）的渔业观察数据（POPA），结合多物种分布模型（SDMs）和生态位重叠分析，首次量化了两种海豚的栖息地偏好与共存机制。研究发现，海表温度（SST）是驱动两者分布差异的最关键因素，21℃如同一条无形的分界线：低于此温度时，普通海豚广泛分布；高于此阈值，则大西洋斑海豚占据主导。这一成果发表于《Global Ecology and Conservation》，为预测气候变化下海洋哺乳动物的分布变迁提供了科学依据。

研究团队采用了三项关键技术：1）基于渔业观察平台（POPA）的系统性目击数据采集，将航迹划分为10公里标准段以消除空间偏差；2）广义加性模型（GAM）和提升回归树模型（BRT）构建物种分布模型，整合49个环境变量（最终筛选15个）；3）通过Schoener's D和Bhattacharyya系数量化生态位重叠，结合空间显性重叠指标分析水温异常的影响。

研究结果揭示了以下重要发现：

1. 水温驱动的季节性格局：普通海豚最适水温为18-21℃，而大西洋斑海豚在＞21℃时出现率骤增。两者存在"此消彼长"的月际变化，7月重叠度最高。
2. 栖息地压缩与扩张：普通海豚从5月的广泛分布逐渐收缩至8月的西北海域，而大西洋斑海豚呈现由南向北的梯度扩张。
3. 水温异常的调控作用：6月正水温异常（SST＞0.5℃）会提前引发斑海豚北迁，增加重叠；7月中性水温（约21℃）时重叠面积最大。
4. 静态变量的次要作用：与水深、坡度等静态变量相比，动态水温变量解释了74%的斑海豚分布变异。

讨论部分指出，这种温度介导的生态位分离可能通过三重机制实现：1）生理限制——斑海豚作为热带物种受限于冷水环境；2）猎物分布变化——水温影响中上层鱼类（micronekton）的垂直迁移；3）潜在的干扰竞争，尽管尚未观测到直接冲突行为。值得注意的是，同位素研究表明两者食性高度重叠，暗示静态栖息地差异（如与200米等深线的距离）可能是共存的关键补充机制。

这项研究的科学意义深远。在全球变暖背景下，亚速尔海域正以0.027℃/年的速率升温，可能导致普通海豚栖息地北移而被斑海豚取代。由于两者生态功能相似，这种更替对生态系统的影响可能有限，但精确预测仍需进一步研究其摄食生态。该成果不仅为海洋保护区的动态管理提供依据，也为理解气候驱动的物种分布重组树立了范例。未来研究可结合稳定同位素与被动声学监测，深入解析水温变化对海洋顶级捕食者群落结构的级联效应。