《Microbial Ecology》：Heavy Rain, Less Bloom Under Heat: Succession of Size-Structured Phytoplankton Community Without Biomass Increases in a Monsoonal Korean Coastal Ecosystem
编辑推荐：
本文推荐：韩国南部沿岸水域在季风期面临营养盐限制与高温胁迫的双重压力，导致浮游植物群落动态异常。研究人员通过2023年夏季高频监测，结合UPLC色素分析、显微镜检和流式细胞技术，系统解析了全粒径谱浮游植物的演替规律。研究发现：暴雨期间硅酸盐输入促进硅藻和隐藻生长，但氮磷限制抑制生物量积累；高温持续期群落以热耐受物种（角毛藻、拟菱形藻、隐藻）为主导，生物量仍低于水华阈值（<4,000 cells/mL）。该研究揭示了季风海岸生态系统中浮游植物通过物种更替而非生物量爆发响应环境压力的新机制，为预测气候变化下海岸带生产力变化提供理论依据。
在韩国南部的丽水-高兴海岸水域，夏季季风带来的暴雨如同双刃剑——一方面为海洋注入陆源营养盐，另一方面又通过改变盐度和温度深刻影响着浮游植物群落的命运。传统认知中，雨季过后浮游植物往往会迎来生物量高峰，但近年来随着气候变暖加剧，高温胁迫与营养盐限制的叠加效应让这一经典模式面临挑战。特别是在地形复杂、水团交汇的丽水-高兴海域，季风如何调控从微微型浮游植物（picoplankton）到微型浮游植物（microplankton）的群落演替，成为生态学家亟待破解的科学谜题。
2023年6月至10月，韩国国立水产科学院的研究团队在该海域开展每周一次的高频监测，通过多技术联用捕捉环境因子与浮游植物群落的精细变化。他们发现，尽管7月暴雨期间硅酸盐（Si(OH)4）浓度超过20μM，但溶解无机氮（DIN）和溶解无机磷（DIP）始终低于2μM和0.01μM的浮游植物生长限制阈值。这种营养盐失衡导致中肋骨条藻（Skeletonema costatum l.s.）和隐藻（Cryptomonas spp.）虽短暂增殖，但总生物量始终低于4,000 cells/mL，远未达到水华标准（50,000 cells/mL）。更值得注意的是，雨季过后营养盐虽有所恢复，但表层水温持续高于26°C的热应激状态，使得群落生物量始终未能反弹。取而代之的是，热耐受物种如角毛藻（Chaetoceros spp.）、拟菱形藻（Pseudo-nitzschia spp.）和隐藻在低生物量背景下成为优势类群，呈现出“物种更替替代生物量增长”的新型演替模式。
研究团队综合运用超高效液相色谱（UPLC）色素分析、光学显微镜和流式细胞术三大关键技术手段，结合化学计量学解析（CHEMTAX）和典范对应分析（CCA）等统计方法，构建了从色素组成到细胞粒径的全尺度群落观测体系。每周定点采集的6个站位表层水样覆盖了近岸至外海热锋面的环境梯度，确保了数据的时空代表性。
3.1 环境变量的时空分布
盐度在7月19日暴雨后骤降超过5‰，但氮磷浓度仍处于低位。温度在8月中旬达到28.9°C峰值后持续高位运行，与东海热浪事件时段高度重合。硅酸盐在10月初出现浓度反弹，但未能带动生物量增长。
3.2 主要浮游植物类群的时空动态
UPLC色素分析显示，岩藻黄素（fucoxanthin）指示的硅藻在雨季初期占比最高（49.9%），而雨季后期玉米黄素（zeaxanthin）标记的蓝细菌在外海站位比例骤增至52.1%。显微镜计数进一步证实，7月19日中肋骨条藻在St.6站位的丰度达到3,829 cells/mL，但随后被角毛藻和拟菱形藻取代。
3.3 降雨期前后的群落转变
暴雨后硅藻相对丰度在St.6站从86.7%锐减至3.5%，而隐藻在St.2站从40.5%跃升至88.7%。流式细胞术检测到聚球藻（Synechococcus）丰度始终稳定（4,000-44,000 cells/mL），暗示其种群内部可能存在耐盐耐热生态型的更替。
3.5 浮游植物与环境因子的关联
CCA分析表明，盐度、硅酸盐和温度是驱动群落结构的核心因子。中肋骨条藻表现出广适性特征，而角毛藻与温度、磷酸盐呈正相关，拟菱形藻则偏好高盐高硅环境。时空分布上，雨季样本聚集于低盐高硅区间，雨后期样本则向高温高盐方向偏移。
这项研究首次揭示了季风海岸生态系统中浮游植物演替与生物量增长的解耦现象。在营养盐限制和热应激双重压力下，群落通过热耐受物种的筛选维持生态功能，而非依赖生物量积累。聚球藻种群的稳定性提示了微微型浮游植物在环境波动中的缓冲作用。该成果发表于《Microbial Ecology》，为预测气候变化下海岸带生态系统韧性提供了关键科学依据，尤其对东亚季风区赤潮防控和碳汇评估具有实践指导价值。研究者指出，未来需结合分子生态学手段深入解析浮游植物功能群落的适应机制，以完善海洋生态模型参数。
