《Marine Micropaleontology》：Marine benthic foraminifera diversity in extreme environments: A case study from the Edisto Bay (Ross Sea, Antarctica)
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南极埃迪斯托湾底栖有孔虫群落与环境因子关系研究，通过整合沉积速率、温度、pH、氧化还原条件及底流数据，揭示该海域存在外圈（站180）、中圈（站24）和内圈（站34）三个环境驱动差异明显的区域，为南极生态系统响应气候变化提供新依据。
F. Caridi|L. Langone|A. Sartini|C. Morigi|G. Galli|P. Giordano|M. Bensi|V. Kovacevic|L. Ursella|N. Krauzig|A. Sabbatini
马尔凯理工大学生命与环境科学系，意大利安科纳60122
引言
南极洲和南大洋在调节地球大气和海洋系统方面发挥着关键作用，是全球气候动态的重要组成部分。南极绕极流（ACC）驱动着全球海洋环流，重新分配热量、营养物质和氧气，并促进二氧化碳的吸收和深海封存（Sabine等人，2004年；Hauck等人，2015年；Rogers等人，2020年；Lombardi等人，2021年）。气候变化是南极洲发生剧烈变化的主要外部驱动力（Clem等人，2020年；Stammerjohn和Scambos，2020年）。特别是，西南极半岛被认为是地球上变暖最快的地区之一，某些地区的冬季温度每十年上升1.09°C，过去一个世纪平均年气温上升了约2.8°C（Vaughan等人，2003年；Turner等人，2005年；Bromwich等人，2014年，Bromwich等人，2025年；Turner等人，2021年）。随着冰盖和冰川以加速的速度融化，淡水流入海洋会破坏盐度水平，影响海洋 currents，并对海洋生态系统和全球气候模式产生连锁反应。
其中最敏感的海洋生物是有孔虫，这是一类存在于所有水生环境中的丰富单细胞真核生物（Murray，2006年）。它们数量众多，对环境条件敏感，并且能在沉积物中长期保存，因此底栖有孔虫被广泛用作重建古海洋学和古气候变化的代理指标（Murray，2001年；Gooday，2003年；Gooday和Jorissen，2012年；Saraswat等人，2017年）。在南极洲，许多研究分析了Terra Nova Bay、Larsen冰架、Admiralty Bay和Ross Sea等地的活体及化石有孔虫群落，揭示了它们的古环境意义（Violanti，1996年；Murray和Pudsey，2004年；Majewski，2005年；Majewski和Anderson，2009年；Majewski，2010年；Capotondi等人，2018年，Capotondi等人，2020年；Majewski等人，2020年；Galli等人，2023年）。尽管有许多研究通过分析死亡有孔虫群落（thanatocoenosis）来重建过去的环境，但很少有研究关注活体群落（biocoenosis），而活体群落对于理解当今的生态系统动态至关重要。这一知识空白在某些南极沿海环境（如Edisto Inlet）尤为明显。最近的生态学方法强调了底栖有孔虫作为环境变化指标的价值，它们能够记录生态系统对自然和人为干扰的响应（Murray，2014年）。它们的分布反映了多种环境参数——如有机物可用性、pH值、氧气水平和洋流动态（Lutze和Coulbourn，1984年；Altenbach，1992年；Alve和Bernhard，1995年；Gooday和Rathburn，1999年；Van der Zwaan等人，1999年；Ernst等人，2002年；Ernst和van der Zwaan，2004年；Ernst等人，2005年；Ernst等人，2006年）。然而，控制因素因地区而异。例如，在南极洲，多项研究指出有孔虫分布的主要驱动因素包括水团随深度的变化、季节性海冰融化、底层洋流活动以及初级生产力水平（Anderson，1975年；Milam和Anderson，1981年；Massom和Stammerjohn，2010年；Majewski和Anderson，2009年；Capotondi等人，2018年）。此外，在Ross Sea进行的研究表明，钙质物种的保存受到钙质补偿深度（CCD）浅层的影响，这是由于低温和高盐度导致CaCO3溶解，可能还有高浓度的CO?（Kennett，1966年；Anderson，1975年；Capotondi等人，2018年）。
在这个复杂的生态框架中，底栖有孔虫（包括单室有孔虫）已成为南极底栖生态系统中的关键组成部分。单室有孔虫虽然在古环境研究中常被忽视，因为它们的壳体脆弱且在沉积物中的保存有限，但它们是软底极地栖息地中数量最多、生态多样性最高的群体之一（Gooday等人，2004年；Majewski等人，2007年；Sabbatini等人，2007年）。这些单室生物对有机物可用性、氧气水平和沉积物质地等环境梯度具有高度适应性，通常在冰川影响和高纬度环境中占主导地位（Caridi等人，2021年；Sabbatini等人，2023年；Fossile，2022年）。一些机会主义的单室物种是最早在受干扰的沉积物中定殖的生物之一，有助于了解底栖群落在环境压力或干扰事件后的恢复和动态（Pawlowski等人，2008年；Gooday和Jorissen，2012年）。因此，它们的存在和分布可以为我们提供关于当今生态系统功能以及极地底栖生物对环境变化响应的宝贵见解。一种全面的生态学方法，包括多室钙质有孔虫、胶结有孔虫和单室有孔虫，不仅可以更详细地描述底栖有孔虫群落的结构、多样性和组成，还可以识别塑造这些群落的关键环境因素。通过将物种特异性响应与丰度和分布模式等定量指标相结合，生态分析能够检测到仅凭物理或地球化学测量无法捕捉到的微妙环境梯度和环境压力或干扰的早期信号。这种方法在探索不足的南极沿海系统中尤为重要，因为这些地区的基线生态数据稀缺，需要建立参考条件。了解底栖有孔虫群落如何应对自然变化和人为压力，为预测未来生态系统变化和评估生态系统韧性提供了框架。在这种情况下，生态分析提供了一种稳健且互补的工具，用于监测随时间变化的环境变化，为保护策略提供信息，并支持在气候变化驱动下对极地海洋生态系统进行建模的更广泛努力。
因此，本研究旨在研究Edisto Inlet地区的活体底栖有孔虫群落，并分析它们对不同环境变量（沉积速率、温度、pH值、氧化还原条件（Eh）、有机物含量和底层洋流）的响应。此外，这项研究还将填补关于该地区底栖有孔虫存在和分布的现有知识空白，该地区从生态学角度来看仍然研究不足。
研究区域
Edisto Inlet是位于维多利亚地北部海岸的一个小峡湾（图1），被Hallett半岛和Cape Christie所环绕。它长15公里，宽4公里，深度约为600米，具有反向坡度，较浅的部分朝向入口处，那里的深度约为100米，并与Moubray Bay相连（Battaglia等人，2024年）。该地区具有独特的海洋学特征和强烈的海冰覆盖季节性变化。
温盐特性
基于2023年2月收集的数据，将温盐结构与2020年和2022年同月的几个剖面进行了比较（图2）。在澳大利亚夏季，由于季节性海冰融化导致表层水盐度较低，以及离岸水的影响增强（离岸水因海冰覆盖减少而更容易进入Edisto），海湾内的水柱基本保持分层。
讨论
通过分析活体底栖有孔虫群落，本研究旨在探索Edisto Inlet内群落的空间分布模式，并确定塑造其结构的关键环境因素。鉴于采样是基于点的数据，结果应被视为采集时的时间快照。
环境和生物数据的整合提供了对该系统生态状态的全面了解。
结论
本研究提供了关于Edisto Inlet（罗斯海，南极洲）环境和生态功能的新见解，强调了地貌、水动力学、沉积速率和生物地球化学因素如何共同塑造底栖有孔虫群落。通过整合有孔虫、沉积学和海洋学数据，识别出了入口内的三个不同环境区域：外侧（站点180）、中部（站点24）和内侧（站点34）。
手稿准备过程中生成式AI和AI辅助技术的声明
在准备这项工作时，作者使用了ChatGPT来改进语言并减少冗长。使用该工具/服务后，作者根据需要审查和编辑了内容，并对发表文章的内容负全责。
CRediT作者贡献声明
F. Caridi：写作——审阅与编辑，撰写初稿，可视化，项目管理，方法论，概念化。L. Langone：写作——审阅与编辑，资金获取，项目管理。A. Sartini：调查，正式分析，可视化。C. Morigi：概念化，监督，写作——审阅与编辑。G. Galli：正式分析，可视化，写作——审阅与编辑。P. Giordano：写作——审阅与编辑，调查。M. Bensi：写作——
未引用的参考文献
Caridi等人，2021年
Halberstadt等人，2016年
S?ren等人，2011年
Tesi等人，2014年
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
