美洲龙虾(Homarus americanus)后期幼体定向游泳能力对定居成功率的影响建模研究

为解决海洋变暖背景下美洲龙虾幼体定居成功率下降的问题，研究人员开发了整合被动漂流与主动游泳行为的粒子追踪模型。该研究基于缅因湾(GoM)水动力预测系统(GoMOFS)，首次量化了后期幼体定向游泳能力(18 cm/s vs 7 cm/s)和昼夜节律行为对20 m以浅适宜栖息地定居的影响，揭示近岸孵化距离与游泳能力的协同作用机制，为气候变化下甲壳类种群动态预测提供新范式。

　　

这项创新研究构建了缅因湾(GoM)美洲龙虾(Homarus americanus)幼体的粒子追踪模型，巧妙整合了被动漂流幼虫阶段与后期幼体(Postlarval)的主动游泳能力。模型创新性地捕捉到后期幼体两大行为特征：向浅水区定向迁移的趋性行为，以及游泳速度的昼夜(diel)波动。通过结合基于GPS表面漂流器观测的侧向混合扩散系数(Diffusivity)，研究团队验证了模型的可靠性。

利用缅因湾业务化预报系统(GoMOFS)的水动力数据，数值实验揭示了后期幼体游泳能力对20 m以浅适宜栖息地定居的关键影响。数据显示，具备较强游泳能力(18 cm/s)的个体，其定居成功率显著高于游泳能力较弱(7 cm/s)或完全被动漂流的对照组。有趣的是，昼夜游泳节律反而轻微降低了定居效率。

海洋漂流观测与数值模拟共同证实：幼体初始释放点距海岸的距离与定居成功率呈负相关。这些发现表明，后期幼体的游泳能力和孵化区位是决定其能否成功抵达适宜栖息地的双重关键因素。更值得关注的是，随着缅因湾持续变暖，雌虾为躲避近岸高温向远海迁移的行为，可能通过增加幼体孵化距离而危及种群延续。该研究为理解气候变化下甲壳类种群动态提供了量化分析框架。