《Progress in Oceanography》：Phytoplankton realized niches along the continental shelf and inner seas of Chilean Patagonia
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智利Patagonia的Cape Horn Current系统中，通过五次航次的高分辨率浮游植物数据（每5公里）结合温度、盐度及生态位重叠分析（OMI），揭示了八个浮游植物群落的生态位差异，阐明环境梯度与群落结构动态互作关系，及其对有害藻华分布的影响。
Catharina Alves-de-Souza | Lautaro Cifuentes | Marcelo H. Gutiérrez | Flavio A. Solís-Mundaca | Valentina Valdés-Castro | Diego A. Narváez | Fabián J. Tapia | Giovanni Daneri | Paulina Montero | Heide Schulz-Vogt | Camila Fernández
智利康塞普西翁大学自然科学与海洋学学院海洋学系
摘要
本研究展示了智利巴塔哥尼亚地区沿合恩角洋流系统，从大陆架到内海通道及峡湾的横向和纬度梯度上浮游植物群落的分布情况。在2018年至2024年间进行的五次海洋考察中，我们收集了高分辨率的海面数据（约每5公里一次），这些考察分别发生在南半球春季或夏季，覆盖了41°S至54°S的纬度范围。通过使用成像流式细胞仪（IFCB）在航行过程中连续测量浮游植物，并利用OceanPackTM CUBE观测平台同时记录了温度和盐度数据。我们结合离群均值指数（OMI）和生态位重叠分析，识别出八个具有相似生态偏好的浮游植物群组。这些群组对智利巴塔哥尼亚不同水体环境条件表现出不同的适应性，反映了该地区水文特征与浮游植物群落结构之间的动态相互作用。研究结果表明，内海与大陆架之间的连通性对浮游植物群落的横向分布以及有害藻类水华（HAB）的动态变化起着关键作用。
引言
智利巴塔哥尼亚内海的峡湾和通道系统是复杂的动态生态系统，其特点是淡水排放与海洋水体的相互作用（Silva和Vargas，2014；Iriarte，2018）。由于这些生态系统具有较高的初级生产力（3克碳/平方米·天）以及将有机物高效输送到更深水域和沉积物中的能力，尤其在生产力旺盛的春季（Montero等人，2011；Torres等人，2011），它们成为重要的二氧化碳吸收区。然而，尽管浮游植物在海洋生产力和生物地球化学循环中起着关键作用，但对其生态学的研究仍存在诸多空白（Iriarte，2018；Linford等人，2024）。虽然以往的研究提供了关于浮游植物年际变化和初级生产力的宝贵信息（Montero等人，2011；Jacob等人，2014），但环境梯度与物种分布之间的相互作用尚未得到充分解析。
智利巴塔哥尼亚内海的浮游植物生物量和初级生产力的季节性和纬度变化已得到广泛研究，主要基于叶绿素-a的粒径分级分析（Iriarte等人，2001；González等人，2010；Jacob等人，2014；Cuevas等人，2019）。然而，目前对浮游植物物种组成的理解仍然零散，主要依赖于在相隔较远的地理地点进行的离散采样。这限制了我们对环境梯度范围内浮游植物全面特征的描述。大多数相关研究集中在淡水排放和分层对以硅藻为主的群落的影响上（Alves-de-Souza等人，2008；Aracena等人，2011；Iriarte等人，2013；Montero等人，2017）。关于其他功能群组的知识仍然有限，且主要集中在有害藻类水华（HAB）物种的个体生态学上，而没有将整个浮游植物群落作为一个整体来考虑（Alves-de-Souza等人，2014；Alves-de-Souza等人，2019；Paredes等人，2019；Díaz等人，2023；Baldrich等人，2024）。
在大陆架上，淡水排放被认为是影响近海物种纬度分布的主要因素（Poblete-Ulloa等人，2024；Corredor-Acosta等人，2025），而中尺度涡流和沿海上升流事件则促进了巴塔哥尼亚外海区域的浮游植物生产力，偶尔会导致局部叶绿素-a浓度峰值（Pérez-Santos等人，2021）。此外，峡湾系统中观察到的大量Karenia属藻类水华主要起源于近海，并通过物理输送作用传播到内海。这一从近海到内海的传播路径得到了证据支持，包括在沿海影响之前在高盐度大陆架水域反复检测到Karenia，以及有利于近海种群进入内海的环流模式（Clément等人，2000；Mardones等人，2020；Corredor-Acosta等人，2025）。尽管有这些发现，但与水文梯度相关的物种组成在横向（即从峡湾到海洋）的变化尚未得到详细研究。
物种的实际生态位——定义为不同物种与其他物种相互作用后实际所处的环境条件集合（Hutchinson，1957）——可以为理解塑造浮游植物群落的生态驱动因素提供可靠的方法（Hernández-Fari?as等人，2015；Alves-de-Souza等人，2019；Cai等人，2020；Díaz-Rosas等人，2021），并有助于揭示峡湾与大陆架之间的连通性。本研究整合了在智利巴塔哥尼亚41°S至54°S范围内，使用成像流式细胞仪（IFCB）在航行过程中收集的高分辨率浮游植物数据（每20分钟一次；空间分辨率约5公里），旨在从更广阔的空间视角探讨该地区沿纬度和横向梯度的浮游植物物种与环境之间的相互作用。
研究区域
智利巴塔哥尼亚是一个广阔而复杂的河口系统，包括峡湾、通道、海峡和海湾等多种环境类型（Silva和Palma，2008）。这些系统的环流模式受到来自冰川融水和河流径流的低盐度水体与邻近海洋的高盐度水体之间相互作用的影响（Silva和Vargas，2014）。该地区的主要水体类型为河口水
海洋条件的变化性
智利巴塔哥尼亚的大陆架和内海表现出温度、盐度和光合有效辐射（PAR）的显著空间梯度（图1B-D）。纬度变化趋势明显，温度和PAR向南逐渐降低。同时观察到横向的盐度梯度，内海的盐度较低，而大陆架的盐度较高。尽管采样年份和季节不同，但这些梯度在多次考察中均保持一致
智利巴塔哥尼亚的海洋学梯度
本研究揭示的海洋条件空间分布特征（图1B-D、2A-C）表明，尽管存在年际和季节性变化，智利巴塔哥尼亚的纬度和横向梯度仍然非常明显（补充图1），这凸显了这些环境条件的持久性（Saldías等人，2019；Rodríguez-Villegas等人，2022）。温度和表面PAR向南递减的趋势与大规模
结论
本研究通过高频成像技术实现了较高的分类分辨率，提供了智利巴塔哥尼亚浮游植物生态偏好的详细视图（图3；补充表2）。通过揭示常规显微镜难以观察到的分类单元（如小型甲藻和纳米甲藻），研究改进了沿强烈水文梯度的群落结构生态解释（图2C-D）。高空间分辨率的连续测量数据
CRediT作者贡献声明
Catharina Alves-de-Souza：撰写初稿、开展研究、进行正式分析、数据管理、概念构建。Lautaro Cifuentes：撰写、审稿与编辑、开展研究、进行正式分析、数据管理。Marcelo H. Gutiérrez：撰写、审稿与编辑、资源协调、开展研究、概念构建。Flavio A. Solís-Mundaca：撰写、审稿与编辑、方法设计、进行正式分析。Valentina Valdés-Castro：撰写、审稿与编辑、开展研究。Diego A. Narváez：撰写、审稿与
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
我们感谢R/V Cabo de Hornos、R/V Betanzos、R/V SONNE、R/V Antiqua和R/V Sur-Austral船员的宝贵支持。本研究得到了COPAS COASTAL FB210021项目、Fondecyt基金（11230763、1230152、3210481）的资助。同时，我们也感谢三位匿名审稿人的宝贵意见，这些意见显著提升了文章的质量。
