《Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography》：Plankton assemblages across a coastal to oceanic gradient of Northern Australia and responses to a storm perturbation in the Argo Basin
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在南澳大利亚印度洋东部海域的Argo Abyssal Plain（水深5000米）进行了浮游生物采样研究，旨在揭示南方蓝鳍金枪鱼（SBT）产卵场的生态机制。通过连续拖网记录仪（CPR）和瓶网采样结合多日Lagrangian实验，发现沿海陆架区以>15微米大型硅藻为主，其丰度、多样性和硅藻-甲藻比值显著高于斜坡和 Abyssal Plain省。虽然浮游动物丰度分布与浮游植物相似，但多样性不同。研究证实历史划定的浮游植物省界东移，并揭示热带风暴通过混合层增强营养盐输入，促进浮游生产力并提高幼鱼食物资源。结果为该低生产力海域的浮游生物群落动态提供了新认识。
Claire H. Davies | Ruth S. Eriksen | Sahan Jayasinghe | Felicity McEnnulty | Michael R. Landry
CSIRO环境部门，澳大利亚塔斯马尼亚州霍巴特
摘要
在5000米深的Argo深渊平原（以下简称Argo盆地）进行了浮游生物采样，这是目前已知的南蓝鳍金枪鱼（SBT）的产卵区域。连续浮游生物记录仪从达尔文被拖曳到澳大利亚北部大陆架，然后在Argo盆地的南部进行实验研究，期间收集了瓶装和网捕样本。较大的硅藻（>15 μm）是区分沿海大陆架、斜坡区和Argo盆地的主要浮游植物群，其中沿海水域的硅藻数量和总细胞数量更多，硅藻多样性更高，硅藻与甲藻的比例也更高。我们证实了根据历史数据定义的浮游植物区域的特征，并表明浮游动物的分布模式在数量上与浮游植物相似，但在多样性上有所不同。大陆架-斜坡区域的边界也比历史记录中的位置更向东。尽管印度洋这一区域的生产力较低，但在南蓝鳍金枪鱼产卵季节，热带风暴对提高生产力以及增加金枪鱼幼体的食物来源量起到了重要作用。本研究的结果巩固了对该地区浮游生物群落的现有认识，并强调了进一步了解其短暂动态的必要性。
引言
印度洋东部的热带区域，位于澳大利亚西北部和印度尼西亚之间，是已知的南蓝鳍金枪鱼（SBT）的唯一产卵区（Farley和Davis，1998年）。该地区的营养物质浓度较低，据报道生产力较低（Rochford，1969年），然而在夏季产卵高峰期，当温度和分层现象最明显时，这里的南蓝鳍金枪鱼幼体数量却非常丰富（Davis和Clementson，1989年）。总体而言，该地区的海洋学特征和表层水体分布较为明确，但对于浮游生物群落及其如何支持这种产卵活动知之甚少。据认为，表层浮游植物群落与不同区域的水体特征相对应（澳大利亚联邦政府，2005年）。例如，历史数据显示，澳大利亚北部大陆架1a和1b区域（图1）主要由大型热带硅藻主导（Hallegraeff和Jeffrey，1984年），而在5000米深的Argo深渊平原（以下简称Argo盆地）上方的2b区域，则以Prochlorococcus和甲藻为主的海洋性浮游植物为主。总体而言，澳大利亚北部热带水域的物种多样性更高，但特有物种较少（Hallegraeff和Jeffrey，1984年；Poloczanska等人，2007年）。尽管澳大利亚的浮游动物数据尚未进行生物区域化分析，但预计其主要群落模式与浮游植物相似（Poloczanska等人，2007年）。
印度洋东部的生物地球化学过程受到印度尼西亚贯穿流（ITF）的影响，尤其是通过帝汶海峡的流动。ITF通常比印度洋更温暖、更新鲜，虽然它为印度洋带来了大量营养物质，但这些营养物质在时间和不同深度层中的分布并不均匀（Ayers等人，2014年）。ITF还将水流输送到向西流动的Leeuwin洋流。在正常年份或拉尼娜现象期间，Leeuwin洋流的表面流速更强，抑制了Ekman上升流将营养物质输送到光合层（Furnas，2007年）。相反，在厄尔尼诺现象下，Leeuwin洋流减弱，夏季初级生产力可能增加2-4倍，因为较薄的混合层允许营养物质进入光合层（McKinnon等人，2008年）。
2022年夏季，我们在R/V Revelle号船上进行了浮游生物采样，作为BLOOFINZ（寡营养海洋食物网中的蓝鳍金枪鱼幼体，研究营养物质对浮游动物的影响）调查的一部分，旨在研究南蓝鳍金枪鱼产卵期间的动态（Landry等人，本期文章）。此次航行的重点是四个多天的拉格朗日实验（跟踪水团的运动而非固定点），以评估初级生产力、氮预算、浮游生物结构、捕食途径以及支持幼体在产卵栖息地中的喂养、生长和存活的食物网通量（Landry等人，本期文章）。在拉格朗日实验期间，我们使用细网在Argo盆地每天采集浮游动物样本，以描述幼体产卵时的浮游生物群落情况。我们还使用Heron网尽可能地复制了1987年Argo盆地产卵区域最后一次金枪鱼幼体研究中的采样方法（Young和Davis，1990年）。细网（100 μm）确保了大部分后生动物群落被采样，从而最好地服务于更广泛的BLOOFINZ研究目标。在实验周期中，我们还从靠近海面的CTD Niskin采样瓶以及深叶绿素最大值（DCM）处 opportunistically（即随机）采集了浮游植物样本。
我们还利用航行初期的一段暴风雨天气，在从达尔文到Argo盆地实验地点的途中拖曳了连续浮游生物记录仪。这条航线从澳大利亚北部的浅海沿岸水域开始，穿过大陆架，进入Argo盆地的深海水域，全天候采集表层浮游植物和浮游动物样本（图1）。在返回达尔文的途中，还在Argo盆地东侧大陆架边缘进行了额外的CPR采样。这些采样为我们提供了在不同海洋学特征和条件下的大空间范围内的浮游生物群落结构信息。
本研究的采样方法与通过综合海洋观测系统（IMOS）的澳大利亚连续浮游生物记录仪调查（AusCPR）以及国家参考站（NRS）进行的长期监测一致。这些结果不仅具有最高的浮游生物样本分类分辨率，而且可以直接与这些国家参考标准进行比较（Eriksen等人，2019年；Richardson等人，2006年）。这些数据也与2019年RV Investigator号IN2019_V03航次的CPR和Heron网采样结果直接可比，该航次于2019年5-6月重新访问了历史上的IIOE（国际印度洋探险）采样线110°E（Davies等人，2022年），部分采样区域与本研究区域重叠。
本研究的重点是对澳大利亚西北部的浮游生物群落进行描述，以增加我们对这一研究不足区域的了解。通过使用标准采样技术，我们将结果置于区域背景下进行评估，并将我们的发现与该地区的历史研究进行比较和评论。我们还检验了Poloczanska（2007年）提出的假设，即浮游动物群落沿着CPR航线从大陆架到盆地的分布遵循已定义的浮游植物区域（图1）。此外，我们还发现了一些有趣的现象，包括浮游生物群落对风暴混合的响应，这种混合有利于幼体的喂养和生长。
连续浮游生物记录仪
2022年1月28日至2月2日期间，在RV Roger Revelle号RR2201航次中，我们从澳大利亚北部的达尔文开始，将连续浮游生物记录仪（CPR）拖曳到Argo盆地西侧边缘118°E（图1）。采样路线从浅海沿岸水域开始，穿过大陆架斜坡，进入Argo盆地的深海水域。3月1日至2日的航行结束时，沿着Argo盆地东侧大陆架边缘进行了第二次CPR采样。
结果
本手稿中使用的所有浮游生物数据均可在以下链接获取。
区域描述
印度洋东部通常被认为是寡营养的，因为它缺乏典型的东边界流区域那样的上升流系统，这些系统能够显著提高生产力。Leeuwin洋流抑制了上升流，尤其是在拉尼娜现象期间。在2022年的采样期间，南半球涛动指数（SOI）为正值，表明该地区处于厄尔尼诺现象的上升阶段（补充表S1）。因此，我们的
结论
当前分析的结果大致支持了对澳大利亚西北部浮游植物区域的已有描述。然而，可能由于2022年夏季的拉尼娜现象，大陆架斜坡区和Argo盆地的浮游生物群落比预期更为相似，且大陆架区域的边界比历史记录中的位置更向东。正如假设的那样，浮游动物的数量分布与浮游植物区域的分布模式相似，但多样性有所不同。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
CRediT作者贡献声明
Claire H Davies：撰写——初稿、正式分析、数据管理、概念化。Ruth S. Eriksen：撰写——审阅与编辑、验证。Sahan Jayasinghe：撰写——审阅与编辑、验证。Felicity McEnnulty：撰写——审阅与编辑、验证。Michael R. Landry：撰写——审阅与编辑、验证、概念化
未引用的参考文献
Kranz等人，2022年；Landry等人，2022年；Selph等人，2022年；Yingling等人，2022年。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
我们衷心感谢R/V Revelle号的船长和船员以及RR2201航次的科学参与者们的奉献精神、专业素养和对这项研究的杰出贡献。海水和浮游生物样本的采集得到了澳大利亚政府许可AU-COM2021-520和澳大利亚国家公园管理局颁发的PA2021-00062-2的批准。本出版物中表达的观点不一定代表国家公园管理局的观点。
