南极西部陆架沉积物中甲藻孢囊空间异质性控制机制及其对极地海洋生态系统的指示意义

本研究针对南极西部陆架海域甲藻孢囊分布的空间异质性机制这一科学问题，通过分析48个站位表层沉积物样本，揭示了冰缘环境下水动力-气象耦合过程对微浮游生物群落结构的关键调控作用。研究发现三大区域（南极半岛北部、别林斯高晋-阿蒙森海和罗斯海）分别呈现以Islandinium? minutum、Selenopemphix sp.1和Polarella glacialis孢囊为主导的独特分布模式，为监测南极海洋生态系统对气候变暖的响应提供了新型生物标志物。

　　

南极洲作为地球最后的边疆之一，其独特的冰冻环境长期以来被视为气候变化的"野卡"。然而近年观测显示，南极正以全球两倍的速度变暖，导致冰架崩解、海冰消融等连锁反应。这种剧变如何影响极地海洋基础生产力？作为微浮游生物重要组成的甲藻，其休眠孢囊在沉积物中的分布模式能否成为环境变化的"记录仪"？来自韩国极地研究所的So-Young Kim团队在《Marine Pollution Bulletin》发表的研究，首次系统揭示了南极西部陆架冰缘区甲藻孢囊的空间分布规律及其环境驱动机制。

研究人员采集了横跨47°W-163°E的48个站位表层沉积物，采用标准孢粉学处理方法（10μm筛网、室温酸处理），通过光学显微镜鉴定15个甲藻孢囊类群，结合卫星遥感数据（MODIS-AQUA叶绿素、NSIDC海冰浓度）和世界海洋数据集（WOA18）环境参数，运用非度量多维标度（NMDS）和主成分分析（PCA）等统计方法，构建了孢囊分布与海洋环境参数的定量关系。

研究结果展现出鲜明的空间分异：

1. 1.

   南极半岛北部（Sector A）

   以Islandinium? minutum（最高5403 cysts/g）为主导，伴随Selenopemphix antarctica和Brigantedinium spp.。这种组合与冰川融水形成的分层水体和硅藻水华密切相关，NMDS分析显示该区域与开放海域条件关联。

2. 2.

   别林斯高晋-阿蒙森海（Sector B）

   Selenopemphix sp.1（占比达81%）和Gymnodinium microreticulatum（65%）占优势。PCA表明该组合与离岸风驱动的海冰消退和不稳定水柱相关，尤其与Phaeocystis藻华存在显著生态关联。

3. 3.

   罗斯海（Sector C）

   呈现东西部显著差异：东部中央罗斯海多冰区以Selenopemphix sp.1（95%）为主，对应强垂直混合和Phaeocystis生产；而西部维多利亚地沿岸则惊人地富集Polarella glacialis孢囊（高达140,647 cysts/g），伴随Nucicla umbiliphora和Cryodinium meridianum，这与海冰衍生的融水分层及硅藻水华密切相关。卫星数据显示，西部高海冰浓度区（>80%）与P. glacialis孢囊热点高度吻合。

讨论部分指出，这种空间分异实质反映了不同区域物理-生物耦合过程的差异：南极半岛受融水分层控制，别林斯高晋-阿蒙森海受离岸风主导，而罗斯海则呈现风场与海冰相互作用的二元格局。特别值得注意的是，P. glacialis孢囊的检出（传统方法易遗漏）证实了冰缘区存在活跃的共生甲藻群落。随着南极变暖持续，这种孢囊分布格局可能发生重组，如同北极已观察到的生态转型。该研究不仅填补了南极冰缘区甲藻孢囊生态学的空白，更建立了孢囊组合与水文参数的定量关系，为重建古环境变化提供了新的生物指标。

这项研究的创新性在于：首次在韦德尔环流区外的大尺度冰缘环境证实甲藻孢囊的高丰度存在；揭示了孢囊分布与表层水团特性的内在联系；发现了P. glacialis孢囊作为海冰生物标志物的潜力。这些发现为预测南极海洋生态系统对气候变化的响应提供了关键科学依据，也为极地生物多样性保护策略制定奠定了理论基础。