南极海军部湾底栖大型动物碳、氮、硫稳定同位素变异性驱动因素及其生态指示意义

本研究采用三重稳定同位素（δ13C、δ15N、δ34S）技术，揭示了南极海军部湾底栖生物的营养相互作用如何受冰川融化和人类活动影响。通过分析四种关键物种的同位素特征，证实δ34S可作为人类干扰的早期指标，为极地生态系统响应自然与人为压力提供了创新性见解。

　　

研究亮点

本研究通过三重稳定同位素方法（δ¹³C、δ¹⁵N、δ³⁴S）揭示了南极海军部湾底栖大型动物的营养生态策略与环境驱动因子。物种特异性差异显著影响同位素组成，反映其营养级和摄食策略的分化。海星表现出最高的同位素异质性，暗示个体间资源利用差异或对局部环境梯度的响应。

结果

研究的底栖大型动物稳定同位素组成呈现显著变异性：碳同位素（δ¹³C）值范围-27.3‰至-9.5‰（跨度17.8‰），氮同位素（δ¹⁵N）为3.2‰至10.9‰（跨度7.7‰），硫同位素（δ³⁴S）为1.3‰至24.2‰（跨度22.9‰）。PERMANOVA检验表明，位点、物种及其交互作用共同驱动了同位素变异格局。

讨论

物种差异是塑造底栖大型动物同位素组成的关键因素，反映了类群特异的营养位置、摄食策略和资源利用方式。海星内部同位素异质性最高，表明个体间可能存在摄食偏好或微生境差异。δ¹³C和δ³⁴S的空间分异揭示了冰川融水输入和海洋条件变化对食物基质的调控作用。δ³⁴S的显著贫化与人类活动导致的硫输入及底栖缺氧环境相关，而同步的δ¹⁵N富集进一步印证人为氮输入的贡献。

结论

本研究证明海军部湾底栖大型动物的同位素特征同时受物种特异性摄食策略和由冰川融化/人类影响主导的空间环境梯度调控。三重同位素方法（δ¹³C、δ¹⁵N、δ³⁴S）能有效解析该敏感生态系统的营养关系与环境驱动机制。δ¹³C和δ³⁴S信号表明底栖食源的主导贡献，而δ³⁴S的异常贫化可作为人类干扰的早期预警指标。该研究为极地海岸带生态系统响应气候变化与人类压力的机制提供了同位素示踪新范式。