第七届青年地学论坛

预测浮游植物群落对多重环境变化的响应是生态预测的挑战之一，其中一个制约因素是缺乏适用于群落生态学的一般原则。本研究基于南海10年尺度的浮游植物群落组成现场观测资料，选取易受气候变化影响的上混合层数据，通过数据插值和方差分析，建立了一套有效的生态位分类方案，发现南海浮游植物具有统计意义的温度-光强-营养盐三维生态位最多15个。尽管实际考虑限制了生态位的数量，但从群体生态学（syneology）的角度，结合数据降维、排序和聚类的多变量方法，建立了浮游植物群落在温度、光照和硝酸盐这三个生态轴上的生态位周期表。该生态位周期表将浮游植物群落划分为三种类型：高光高营养盐、冷型和暖型，其中冷型浮游植物类群的生态位主要通过光强区分，而暖型类群的生态位主要通过营养盐进一步分离。这些结果解开了温度是直接影响还是间接影响更重要的生态学争论：在冷水中主要通过代谢调控，而在暖水中则通过营养盐供应影响；未来的浮游植物相互作用会从光竞争越来越转向营养盐竞争。该生态位周期表可解析并直观预测南海浮游植物群落对气候变化的响应。随着全球变暖，南海上混合层温度和光强增高，营养盐减少，定鞭藻8型、青绿藻、隐藻和绿藻这几类冷型浮游植物的相对丰度会降低。硅藻的变化取决于营养条件，在高营养水体中，如近岸、强混合的陆架以及富营养的羽流（亦称冲淡水），硅藻会受益于光强的升高，而在中营养和寡营养水体中，如层化的陆架、寡营养的外海水以及受黑潮影响的区域，其相对丰度都会随营养盐的进一步下降而降低。原绿球藻、聚球藻、甲藻和定鞭藻6型这几类暖型浮游植物的相对丰度会升高。其中原绿球藻和聚球藻可能受益最明显，这两大类群的相对竞争力也取决于环境条件。在中营养水体中，如层化的陆架、强混合的外海水以及中营养的羽流，聚球藻的优势大于原绿球藻，而在层化的寡营养水体中，原绿球藻的优势大于聚球藻。本研究为解析和预测浮游植物群落对多重环境变化的响应提供了新思路，于2019年发表于环境科学与生态学知名期刊《Water Research》。

浮游植物群落结构，气候变化，群体生态学，生态位，南海