全球气候变化和人类活动影响下南黄海浮游植物群落结构的长期演变趋势及其驱动机制

作者：胶州湾站  更新时间：2024-06-21

近日，胶州湾国家站科研人员在Marine Pollution Bulletin发表题为“Unveiling the evolution of phytoplankton communities: Decades-long insights into the southern Yellow Sea, China (1959-2023)”的最新研究成果。该研究探索了南黄海海域浮游植物群落结构近60多年的长期变化特征，厘清了气候变化和人类活动对南黄海浮游植物群落结构的影响，探讨了浮游植物群落的长期演变对南黄海生态系统的影响，为深入了解近海生态系统对全球变化的响应提供理论参考。

气候变化和人类活动是当前全球面临的最严峻挑战之一。相关研究显示，中国近海区域增暖的速度高于陆地及全球平均水平，表明我国近海区域是全球气候变化的敏感区。另外，中国近海区域受人类活动影响，近几十年来营养盐浓度和结构都发生了显著的变化。以上变化，对于中国近海浮游植物群落结构会产生何种影响，是近年来的研究热点。相对于陆地生物，人们对近海浮游植物群落结构与全球变化之间的关系认识尚且不足，相关研究可以为正确理解全球变化对我国近海浮游植物的影响提供依据。

南黄海浮游植物与环境因子的关系

通过长期调查结合历史资料，研究团队获取了1959年至2023年期间南黄海理化参数和浮游植物群落的观测数据，以探讨该区域浮游植物群落结构对环境长期变化的响应。研究发现，近几十年，南黄海海表面温度呈现上升的趋势，升温速率为0.61℃，表明在气候变化背景下南黄海出现升温现象。营养盐结构也发生了变化，N/P比值从7.65升至44.89，Si/N比值从1.89降至1.29，表明南黄海从氮限制状态逐渐演变为以磷限制和潜在硅限制的状态。浮游植物群落结构方面，硅藻细胞丰度比例从1959年到2023年减少了8%，伴随着甲藻的相应增加。在2000年之前，浮游植物优势种以链状硅藻为主，主要来自Chaetoceros、Thalassiosira、Paralia、Rhizosolenia和Pseudo-nitzschia等属；2000年之后，Ceratium和Noctiluca等大型甲藻成为优势物种。另外，暖水性浮游植物物种呈现增多的现象。相关性分析发现，海水升温和营养盐结构的变化是造成南黄海浮游植物群落长期演变的主要诱因，这种变化可能甲藻有害藻华增加、生物泵效率降低以及溶氧含量降低等生态效应，值得引起我们的重视。

本研究得到了中国科学院国际科学伙伴计划(No. 133137KYSB20200002)、国家自然科学基金(No. 32371619，U2006206)、中国科学院国际科学伙伴计划(No. 121311KYSB20190029)和崂山实验室“十四五”重大项目课题（No. LSKJ202204005）等项目联合资助。论文第一作者为郭术津副研究员，通讯作者为孙晓霞研究员。

论文信息：Shujin Guo, Xiaoxia Sun, Jian Zhang, Qingzhen Yao, Chuanjie Wei, Feng Wang. Unveiling the evolution of phytoplankton communities: Decades-long insights into the southern Yellow Sea, China (1959-2023),Marine Pollution Bulletin,201,2024,116179.  https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2024.116179

南黄海海域浮游植物群落长期变化及生态效应示意图

AOU：表观耗氧量；BPE：生物泵效率