《Regional Studies in Marine Science》：Diversity and biogeographic insights of marine benthic diatoms from the Gulf of Tomini, Sulawesi, Indonesia
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本研究首次系统记录了印度尼西亚苏拉威西托米尼湾（Gulf of Tomini）海洋底栖硅藻的多样性。研究人员从7个采样点采集了14份样本（包括附生植物、附石和底泥生境），共鉴定出隶属于88属、39科的338个分类单元，其中包括18个种下变种。最丰富的分类单元为
本研究首次系统记录了印度尼西亚苏拉威西托米尼湾（Gulf of Tomini）海洋底栖硅藻的多样性。研究人员从7个采样点采集了14份样本（包括附生植物、附石和底泥生境），共鉴定出隶属于88属、39科的338个分类单元，其中包括18个种下变种。最丰富的分类单元为Gomphonemopsis littoralis（4.41%）、Tabularia fasciculata（4.26%）和Paralia longispina（3.74%）。物种最丰富的属包括Mastogloia（45种）、Amphora（22种）、Nitzschia（20种）、Navicula（19种）、Diploneis（18种）和Caloneis（10种）。80个分类单元未能鉴定到种级水平，28个被标注为“cf.”（近似种）。由于该地区此前尚无底栖硅藻研究，需进一步开展分类学调查以确认其身份。研究结果表明，托米尼湾是华莱士区（Wallacea）内海洋底栖硅藻的一个热点区域。该研究增进了对托米尼湾硅藻多样性的认识，并为未来分类学和生态学研究提供了重要基线。
**论文解读：印度尼西亚苏拉威西托米尼湾海洋底栖硅藻多样性与生物地理学意义**
**1. 研究背景与科学问题**
底栖硅藻是水生生态系统的重要组成部分，包括附生（epiphytic）、附石（epilithic）和底泥（epipelic）等类型，其群落组成受光照、水深、营养盐、盐度和水动力等多种环境因子调控。由于不同分类单元对环境变化表现出从敏感到耐受的差异响应，底栖硅藻组合被广泛用于生态评估。然而，生态评估的可靠性依赖于分类鉴定的准确性。全球硅藻物种数量估计在30,000至100,000种之间，甚至可能高达200,000种，而热带地区仍有大量未被充分探索的硅藻类群。尽管古巴、关岛、留尼汪岛、墨西哥、密克罗尼西亚等地已有热带海洋硅藻多样性研究，但印度尼西亚——这个世界最大群岛国家、珊瑚三角区核心区域——的底栖硅藻多样性研究仍十分匮乏。苏拉威西岛（Sulawesi，旧称Celebes）作为印度尼西亚最大岛屿之一，其硅藻研究仅局限在岛屿南部，中部和北部尚属空白。托米尼湾（Gulf of Tomini）是苏拉威西岛中北部的一个半封闭海湾，拥有独特的构造历史和深水盆地，属于东北苏拉威西海洋生态区和珊瑚生态区，具有显著的生物多样性和地方性。然而，该区域海洋底栖硅藻多样性从未被系统调查过。因此，本研究旨在填补这一空白，首次记录托米尼湾海洋底栖硅藻的多样性与生物地理学特征。
**2. 研究开展与主要结论**
研究人员于2022年9月至10月和2023年6月至7月在托米尼湾的7个采样点（涵盖珊瑚礁和红树林生态系统）采集了14份样本，生境类型包括红树根、沉积物、岩石、大型藻类和海草。通过光学显微镜（LM）对全部样本进行定性和定量分析，每个样本至少鉴定计数500个壳面。共鉴定出338个分类单元（含18个变种），隶属88属39科，分属7个纲：Melosirophyceae（3）、Coscinodiscophyceae（4）、Biddulphiophyceae（1）、Thalassiosirophyceae（21）、Plagiogrammaphyceae（19）、Fragilariophyceae（33）和Bacillariophyceae（257）。最丰富的分类单元为Gomphonemopsis littoralis（4.41%）、Tabularia fasciculata（4.26%）和Paralia longispina（3.74%）。物种最丰富的属包括Mastogloia（45种）、Amphora（22种）、Nitzschia（20种）、Navicula（19种）、Diploneis（18种）和Caloneis（10种）。多样性分析显示，物种丰富度（S）在不同采样点介于67至121个分类单元之间，中位数为86；香农多样性指数（H′）在8份样本中大于3，4份样本大于4；均匀度指数（J′）变化范围为0.27至0.87；辛普森优势度指数（D）最低为0.03，最高为0.78；希尔有效多样性（N?）范围为4.58至38.60，平均18.22。聚类分析（基于Bray-Curtis相似性指数）显示硅藻组合分为两大群组和一个离群样本，其中海草生境与马尾藻生境的组合相似性最高（>50%），而大型藻类样本与所有其他位点相似性最低（<20%）。研究还发现，80个分类单元仅能鉴定到属级，28个标注为“cf.”，暗示可能存在新种。通过与全球热带和暖温带地区比较，托米尼湾的物种丰富度高于多处已报道区域，表明该海湾是华莱士区内海洋底栖硅藻的重要多样性热点。生物地理学分析显示，部分物种如Paralia sulcata、Plagiogramma staurophorum等属于广布种，Mastogloia binotata和M. fimbriata等属于跨气候带分布的多区带种（plurizonal taxa），而Mastogloia属整体表现出热带中心分布格局。本研究为托米尼湾硅藻多样性提供了关键基线数据，并强调了进一步结合扫描电镜（SEM）和分子方法开展分类学与生物地理学研究的必要性。
**3. 主要关键技术方法**
本研究采用的关键技术方法包括：（1）样本采集与预处理：在苏拉威西托米尼湾7个位点（涵盖北、西、南、东区域）采集14份样本，生境包括红树根、沉积物、岩石、大型藻类和海草，使用EZ-9909多参数探针测量水温、盐度和pH，样本用70%酒精或4%鲁戈氏液保存；（2）显微分析：采用ZEISS Axio Scope A1显微镜（总放大1000倍）配合微分干涉差（DIC）成像进行定性扫描和定量计数，每样本至少计数500个壳面；（3）多样性指标计算：运用Shannon多样性指数（H′）、Pielou均匀度指数（J′）、Simpson优势度指数（D）和Hill有效多样性（N?）；（4）聚类分析：基于Bray-Curtis相异度指数，使用PAST 4.03软件进行群落相似性分析；（5）分类鉴定：依据标准硅藻分类文献和在线数据库，分类系统遵循Kociolek et al.（2026）和Cox（2015）。所有玻片保藏于什切青大学硅藻收藏库（SZCZ）。
**4. 研究结果**
**4.1 分类组成**
基于14份样本的显微分析，研究人员共鉴定出338个分类单元（含18个变种），隶属88属39科。其中，31个分类单元的平均相对丰度（RA）大于1%，最优势的三个分类单元为Gomphonemopsis littoralis（4.41%）、Tabularia fasciculata（4.26%）和Paralia longispina（3.74%）。Grammatophora oceanica、Homoeocladia sp.、Hyalosynedra laevigata和Mastogloia crucicula在所有采样点均出现（100%频率）。属级水平上，Mastogloia（45种）最为丰富，其次为Amphora（22）、Nitzschia（20）、Navicula（19）、Diploneis（18）和Caloneis（10）。80个分类单元仅鉴定到属级，28个标注为“cf.”，表明该区域存在大量潜在新种或未充分描述的类群。
**4.2 物种丰富度与生态指数**
硅藻群落的物种丰富度（S）范围为67至121个分类单元，中位数为86。最高丰富度出现在Pelawa Baru的沉积物样本（121种），其次为Pongian的红树根样本（116种），最低丰富度出现在Olele的Sargassum底质样本（67种）。多样性指数H′在八个样本中大于3，四个样本大于4，表明整体多样性较高。均匀度指数J′范围为0.27至0.87，希尔有效多样性N?平均为18.22。最高N?值（38.60）出现在Bumbulan Paguat，而最低值（4.58）出现在Pelawa Baru的大型藻类样本，后者主要由Cyclophora sp.（41.35%）和Cyclophora tenuis（16.92%）主导。
**4.3 硅藻组合相似性**
基于Bray-Curtis相似性指数的聚类分析显示，硅藻组合可分为两个主要类群和一个离群样本。Poso Pesisir的海草生境样本与Kurinei Beach的Sargassum生境样本之间相似性最高（>50%），表明物种组成密切相关。而Pelawa Baru的大型藻类样本形成外群，与其他所有位点的相似性低于20%，反映出独特的群落结构。
**5. 讨论与结论**
讨论部分指出，托米尼湾的物种丰富度可与全球热带及暖温带海洋地区相媲美，甚至高于巴哈马（379种/128样本）之外的许多区域。其高多样性可能归因于本研究所涵盖的底质类型较广（岩石、沉积物、大型藻类、海草等），以及采样位点分布的生态梯度。生物地理方面，托米尼湾硅藻区系包含广布种、热带带状种和多区带种，其中Mastogloia属的分布模式支持其以印度-马来群岛为多样性中心的假说，同时也存在加勒比海和地中海等次级多样性中心的可能性。本研究的局限性在于80个分类单元无法鉴定到种级，部分原因可能是新种的存在，且主要依赖光学显微镜观察，扫描电镜仅用于少量样本。未来需结合SEM和分子数据，并对华莱士区其他地点开展调查，以更深入理解该区域海洋底栖硅藻的生物地理学意义。研究结论总结如下：印度尼西亚苏拉威西托米尼湾的海洋底栖硅藻群落具有较高的物种丰富度和多样性，包含丰富的热带属种，群落组成在不同位点和底质间存在差异。苏拉威西海洋硅藻区系与全球热带和暖温带海洋区域存在生物地理联系，包括广布种和多区带种。总体而言，托米尼湾支持了华莱士区内高度多样的海洋硅藻区系，是记录海洋底栖硅藻多样性的重要区域。此外，338个分类单元中有80个仅鉴定到属级，表明该区域某些海洋底栖硅藻的生物地理格局仍需进一步研究。未来结合形态学（使用SEM）和分子方法的研究，尤其是对其他华莱士区地点的调查，将有助于更好地理解华莱士区对海洋底栖硅藻的生物地理学意义。
