巴伦支海挪威黄金鲉耳石生物年代学揭示七十年生长与环境响应关系

为解决北极变暖对海洋生态系统的影响问题，研究人员结合树木年代学的交叉定年技术和线性混合效应模型，开发了1952-2019年挪威黄金鲉（Sebastes norvegicus）耳石生长轮宽度生物年代学，发现其生长与冬季底层和表层温度呈正相关，且雌性生长更快。该研究为理解气候变化对北极渔业生产力的影响提供了长期基线数据。

　　

北极地区正经历着全球最剧烈的变暖趋势，自20世纪70年代末以来，地表温度上升速度几乎是其他地区的四倍。这种变暖对巴伦支海等北极海洋生态系统的结构和功能产生了深远影响，进而威胁到渔业生产力。然而，长期生物记录的缺乏使得评估这些变化的基线范围和生态响应变得困难。

乌拉圭共和国大学北海岸区域中心（CENUR Litoral Norte, University of the Republic）的Christine Lucas等研究人员在《ICES Journal of Marine Science》发表了一项开创性研究，通过结合树木年代学的交叉定年（crossdating）技术和线性混合效应模型，构建了1952-2019年期间巴伦支海挪威黄金鲉（Sebastes norvegicus）耳石生长轮宽度的67年生物年代学。研究发现，黄金鲉的年生长异常与冬季（1-3月）底层和表层温度呈正相关，但与初级生产力指标或桡足类（Calamus spp.）丰度无关。此外，雌性比雄性生长更快，东部捕获的个体比西部生长更快。

研究团队采用了多项关键技术：1）从挪威海洋研究所（IMR）的样本库中筛选101枚年龄>25年的黄金鲉耳石，通过薄切片和图像分析测量生长轮宽度；2）应用COFECHA软件进行交叉定年验证，确保生长轮年份准确对齐；3）使用线性混合效应模型分析内在（年龄、性别等）和外在（温度等）因素对生长的影响；4）将最佳线性无偏预测因子（BLUP）提取为生物年代学时间序列。

研究结果部分，"Crossdating and otolith measurement properties"显示，测量时间跨度为1952-2019年，平均每个系列测量24±6年的生长数据。交叉定年过程纠正了个别时间序列的年份错位，特别是边缘不清晰的样本。"Individual and spatial factors in a mixed-effects model"表明，最佳生长模型包括年龄、性别及其交互作用、捕获年龄和经度作为固定效应，雌性生长显著快于雄性，东部个体生长更快。"Environmental factors of growth"部分揭示，年生长与第一季度（1-3月）底层温度（r=0.55）和海表温度（SST，r=0.63）呈显著正相关，与海冰浓度呈负相关（r=-0.41）。

在"Discussion"部分，作者强调了交叉定年和混合模型作为互补方法的价值。与未交叉定年的数据相比，交叉定年保留了更高频率的变异和极端事件，使温度-生长关系的估计更加准确。研究证实了温度对黄金鲉生长的积极影响，预测1月份平均海表温度每升高1°C，耳石生长增加14%。这一发现对理解气候变化下北极渔业资源的未来具有重要意义，特别是考虑到目前黄金鲉种群已严重枯竭的状况。

该研究不仅为北极海洋生态系统对气候变化的响应提供了重要见解，还展示了交叉定年技术在海洋生物年代学中的应用价值。随着巴伦支海持续变暖，这些发现将有助于预测物种分布变化和生态系统重组，为渔业管理决策提供科学依据。值得注意的是，虽然温度显示出促进生长的作用，但可能存在阈值效应，且研究未考虑自上而下的生态影响，这些方面值得未来进一步探索。