近日，中國科學(xué)院海洋研究所海洋浮游生物與生態(tài)系統(tǒng)健康研究組在南海浮游動物生態(tài)過程研究中取得重要進展，揭示了中尺度渦旋對浮游動物能量傳遞效率、晝夜垂直遷移行為及其介導(dǎo)的活性碳通量的綜合影響機制。相關(guān)研究成果發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊Journal of Geophysical Research: Oceans和Journal of Plankton Research。

浮游動物是連接初級生產(chǎn)者和更高營養(yǎng)級間能量傳遞的重要環(huán)節(jié)，其晝夜垂直遷移介導(dǎo)的活性碳通量亦是海洋生物碳泵重要組成部分。中尺度渦旋作為海洋中普遍存在的動力過程，可改變營養(yǎng)物質(zhì)從深層到真光層的富集速率，進而影響浮游動物的生物量、空間分布及群落結(jié)構(gòu)。然而，關(guān)于不同類型渦旋對浮游動物能量傳遞效率、晝夜垂直遷移及其介導(dǎo)的活性碳通量的綜合對比研究仍較匱乏。

研究團隊于2023年4月在南海典型冷渦與暖渦海域開展了綜合觀測，利用多聯(lián)網(wǎng)采樣結(jié)合ZooScan圖像技術(shù)，獲取浮游動物類群組成、豐度、生物量、體型分布等數(shù)據(jù)。同時，計算了晝夜垂直遷移幅度、活性碳通量、標準化生物量譜、粒徑多樣性、平均體型大小及營養(yǎng)結(jié)構(gòu)等生態(tài)功能指標，并結(jié)合海水溫度、鹽度、溶解氧濃度和葉綠素a濃度等環(huán)境要素，綜合分析了中尺度渦旋對南海浮游動物生態(tài)功能的調(diào)控機制。

研究發(fā)現(xiàn)，在上層300 m水體內(nèi)，南海冷渦中浮游動物豐度、體積生物量和碳生物量均高于暖渦，且標準化生物量斜率更為平緩、體型多樣性更高，表明其向高營養(yǎng)級的能量傳遞效率更高。而在0–25 m表層，暖渦中標準化生物量斜率更平緩且體型多樣性高于冷渦，反映了表層捕食壓力與資源利用模式的差異。垂向上，浮游動物能量傳遞效率呈波動變化，并在深層出現(xiàn)回升趨勢。

圖1 2023年4月南海不同類型渦旋中浮游動物各功能指標的垂直分布

（a）標準化生物量譜斜率；（b）標準化生物量譜截距；（c）平均體型大??；（d）粒徑多樣性指數(shù)；（e）肉食性與植/雜食性浮游動物豐度比；（f）肉食性與植/雜食性浮游動物體積生物量比

此外，南海不同類型渦旋中浮游動物類群組成及其垂直分布模式在晝夜間均存在顯著差異。冷渦中浮游動物晝夜垂直遷移幅度（ΔDVM=16.8 m）高于暖渦（9.7 m），其介導(dǎo)的活性碳通量（4.59 mg C/m2·d）也顯著高于暖渦（1.47 mg C/m2·d）。

研究揭示了南海中尺度渦旋通過調(diào)節(jié)浮游動物群落結(jié)構(gòu)、體型特征和垂直遷移行為，協(xié)同影響其能量傳遞效率與活性碳通量，為深入理解海洋動力過程與生物地球化學(xué)循環(huán)的耦合機制提供了科學(xué)依據(jù)。

論文第一作者為中國科學(xué)院海洋研究所博士研究生王鑠，通訊作者為張芳研究員，研究得到了國家重點研發(fā)計劃等項目的資助。

論文信息：

1.?Wang, S., Zhang, F.*, Chi, X., Li, Q., Zang, W., & Sun, S. (2025). Zooplankton size structure and energy transfer characteristics under the influence of mesoscale eddies in the northern South China Sea during spring: Insights from ZooScan imaging.?Journal of Geophysical Research: Oceans,?130(8), e2025JC022560.

2.?Wang, S., Zhang, F.*, Li, Q., Zang, W., Chi, X., Tao, Z., & Sun, S. (2025). Zooplankton diel vertical migration and its mediated active carbon flux in the South China Sea under the influence of mesoscale eddies.?Journal of Plankton Research,?47(4), fbaf031.

• 信息來源：中國科學(xué)院海洋所。

  轉(zhuǎn)載請注明信息來源及海洋知圈編排。