近期，中國科學院南海海洋研究所科研團隊借助德國HYDRO-BIOS公司的MultiNet，在Eauripik海脊兩側實現了4000米深剖面一次性連續9層浮游生物精準采樣，定量揭示了硅質放射蟲群落沿水深梯度的演替規律、溫度調控機制及地形隔離效應。

研究背景

深海覆蓋地球表面約60%的區域，其復雜的環境梯度孕育了獨特的浮游生物群落。硅質放射蟲是可以貫穿從表層真光層到深淵無光帶的浮游原生動物，其硅質骨骼是古海洋重建的重要代用指標。然而，受限于深海采樣技術與成本，全水深活體放射蟲群落的系統性觀測極為稀缺。

熱帶西太平洋的卡羅琳海盆平均水深約4500 m，其中Eauripik海脊南北走向、相對高差超過2000 m，可有效阻擋深層洋流，是研究地形隔離效應的理想窗口。此前尚無研究能在海脊兩側實現從表層至4000 m底層的同步分層采樣，導致溫度驅動垂向演替、海脊阻隔連通性等關鍵機制缺乏觀測證據。HYDRO-BIOS公司的MultiNet浮游生物多聯采樣網可在一次拖網中完成多個預設水層順序采樣，極大提升了全水深剖面研究的可行性。

研究過程

研究團隊于2023年春季在Eauripik海脊西側（Eauripik-W站）和東側（Eauripik-E站，圖1）各開展一次全水深分層采樣。核心設備采用MultiNet（孔徑63μm，圖2），其具備一次下放、連續9層采樣的能力，避免了多次布網造成的時空差異。

根據海脊水深及環境梯度，設置了0-100 m、100-200 m、200-500 m、500-1000 m、1000-1500 m、1500-2400 m、2400-3000 m、3000-3500 m、3500-4000 m九個采樣水層。采集的樣品用5%甲醛固定，虎紅染色區分活體，形態學鑒定屬種。結合CTD溫鹽、葉綠素、WOA23營養鹽及CMEMS流場數據，進行聚類與相關性分析。

圖1 兩個研究站位Eauripik-W和Eauripik-E的地理位置及其環境參數變化

圖2 MultiNet浮游生物多聯采樣網

實驗結果

1. 硅質放射蟲活體群豐度與多樣性：

放射蟲總豐度峰值出現在0-100 m層（東側456個/m3，西側235個/m3），隨水深遞減（圖3）；但近底層（3500-4000 m）西側豐度反而高于東側。物種多樣性在100-200 m層達到峰值。

圖3 兩個研究站位活體硅質放射蟲豐度與香農-威爾指數隨深度變化趨勢圖。（A）為西卡

羅琳海盆Eauripik-W站；（B）為東卡羅琳海盆Eauripik-E站

2. 溫度驅動四類生態型演替：

通過物種二元數據熱圖與溫度剖面的耦合分析，研究明確了溫度是主導放射蟲垂向更替的核心因子（圖4，圖6），以24℃、8℃、1.8℃為閾值，劃分四類溫度生態型：高溫混合層種（>24℃，0-200 m）、溫躍層種（8-24℃，100-500 m）、低溫種（1.8-8℃，500-2400 m）、冷水種（<1.8℃，2400-4000 m）。

相關性分析（圖5）進一步顯示，淺水種與溫度、葉綠素正相關，深水種與營養鹽（尤其是硅酸鹽）正相關，與溶解氧負相關。

圖4 研究區域活體放射蟲物種在不同水層的熱生態位分化

圖5 優勢種與環境參數的相關性熱圖

圖6 不同水層優勢種及其相對豐度隨水深變化

3. 地形連通性與隔離：

0-2400 m范圍內的三個群落層中，海脊兩側群落結構相似，連通性良好；2400-4000 m深層兩側群落顯著分化：西側只有Lithelius cf. spiralis等，東側以Cinclopyramis trapezoides等為主。海脊物理阻隔深層洋流（U-PMOC、L-PMOC）導致兩側硅酸鹽等水文差異，形成隔離效應。

圖7（A）Q型聚類分析結果，顯示0-2400 m三層海脊兩側樣品聚為相近分支（連通性良好），2400-4000 m深層兩側各自獨立分支（顯著分化）；（B）地形隔離效應示意圖

圖8（C-F）不同深度層流場圖，顯示0-2400 m流場在海脊兩側一致，深層（2400-4000 m）受海脊阻隔；（A-B）溫鹽點聚圖，揭示深層兩側水文差異

研究結論

本研究證實：（1）放射蟲豐度隨水深遞減，近底層受海脊地形調控；（2）溫度是垂向演替主控因子，以24℃、8℃、1.8℃為閾值劃分四類溫度生態型，可為古海洋重建提供不同水層的生物指標；（3）Eauripik海脊起關鍵屏障：淺層（0-2400 m）因流場一致而連通良好，深層（2400-4000 m）因阻斷深層洋流而群落隔離。

MultiNet在此次研究中展現了非常好的性能，為揭示溫度閾值驅動的生態位分化與地形誘導的深層隔離效應提供了關鍵技術支撐。

參考文獻

1.程夏雯，李彤，張蘭蘭，等. 溫度驅動與地形誘導的Eauripik海脊兩側硅質放射蟲深度梯度演替及其連通性. 中國科學：地球科學, 2026, doi:10.1360/SSTe-2025-0399.