也门南部红海中-外大陆架上的浮游有孔虫群落

《Estuarine, Coastal and Shelf Science》:Planktonic foraminiferal assemblages across a mid–outer shelf of the southern Red Sea, Off Yemen

【字体: 时间:2026年03月18日 来源:Estuarine, Coastal and Shelf Science 2.6

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  本研究首次定量评估了南红海也门斜坡中外部 shelf(50-200米水深)浮游有孔虫群落,揭示以暖水共生种G. ruber和O. universa为主(占74%),深水区物种多样性更高,聚类分析显示深度是主要分布梯度,其群落特征介于寡营养红海与生产力较高的亚丁湾系统之间。

  
尤瑟夫·S·巴兹恩(Youssef S. Bazeen)|里姆·M·穆阿马尔(Reem M. Muaamar)|穆罕默德·A·阿尔-沃萨比(Mohammed A. Al-Wosabi)|阿卜杜勒·加利勒·A·赫瓦伊迪(Abdel Galil A. Hewaidy)|阿卜杜勒卡里姆·A·阿尔-苏巴里(Abdulkarim A. Al-Subbary)
埃及开罗阿尔-阿兹哈尔大学(Al-Azhar University)理学院地质系,邮政信箱:11884

摘要

红海南部(也门大陆架)是一个重要的水文过渡区,位于极度贫营养的海洋盆地与营养丰富的亚丁湾之间。尽管这一区域作为生物地理通道具有特殊重要性,但该地区的浮游有孔虫群落至今仍缺乏系统的定量研究,尤其是在大陆架上。本研究首次对也门大陆架中部至外侧(水深50–200米)表层沉积物中的浮游有孔虫群落进行了定量评估。研究结果显示,该地区的有孔虫群落较为多样化(共13种),以温水栖息的共生种类Globigerinoides ruberOrbulina universa为主,占整个群落的74%。浅水区域和分布范围有限的地点物种丰富度较低,而开阔且水深较大的区域则具有更高的物种多样性,其中以深水栖息的种类Neogloboquadrina dutertreiGloborotalia menardii和G. ungulata为代表。多变量分析(聚类分析和NMDS)表明,这些有孔虫群落可划分为三个空间差异明显的组别:极度贫营养组(I组)主要分布在浅水区;过渡组(II组);以及混合/高生产力组(III组),主要分布在大陆架外侧较深区域。结合斯皮尔曼等级相关分析(Spearman’s rank correlation analysis),NMDS结果进一步证实深度是影响该区域有孔虫分布的主要因素。其他环境变量(如海水温度SST、盐度、叶绿素a含量)则起到次要的深度相关作用。与红海其他区域及亚丁湾的对比表明,也门大陆架上的浮游有孔虫群落介于贫营养的红海表层水体与高生产力的亚丁湾系统之间。尽管用于分析的沉积物样本数量有限,本研究仍为红海南部这一研究不足的区域提供了重要的生态学基础数据。

引言

红海是一个半封闭的热带海域,具有独特的海洋学和生态学特征,从北部的苏伊士湾延伸至南部的曼德布海峡(Bab al-Mandab Strait),全长约2000公里。由于其较小的海域面积、较高的蒸发率、较少的淡水输入以及有限的与开阔海洋的连通性,红海存在明显的纬度梯度变化,导致温度、盐度和营养物质分布的显著差异(Morcos, 1970; Sofianos et al., 2002)。通过曼德布海峡的季节性水流交换,红海南部与亚丁湾相互连接(Bosworth et al., 2005; Siddall et al., 2004)。这种相互作用使得中层和表层水体受到亚丁湾不同性质海水的影响,从而形成复杂的水文环境及初级生产力的时空变化(Raitsos et al., 2013)。 浮游有孔虫是反映海洋表层条件(如温度、盐度、营养物质供应及水柱结构)的敏感指标。它们的生态特征在全球范围内已被广泛研究,其垂直生态位分布能够直接反映水柱的分层情况、混合程度以及温跃层的形成(Aze et al., 2011; Bé, 1977; Faber et al., 1988; Kucera, 2007; Schiebel and Hemleben, 2017; Siccha et al., 2009; Stainbank et al., 2019; Weiner et al., 2014)。尽管关于红海整体区域的浮游有孔虫研究较多(通常基于较深水域的岩芯样本或大范围调查),但也门大陆架南部的具体分布情况仍缺乏定量数据。大多数区域性研究集中在红海中部和北部(Behairy and Yusuf, 1984; Siccha et al., 2009; Trommer et al., 2010),而靠近亚丁湾的也门大陆架浅水至外侧区域的浮游生物群落却鲜有研究。 了解这一过渡区域浮游有孔虫群落的生态结构至关重要。曼德布海峡的水体季节性交换有助于提升海底生产力,进而影响温跃层栖息物种的分布。此外,大陆架的坡度梯度为研究表层与底层生物的分布机制提供了重要依据。目前关于也门海域的资料十分有限,将其与亚丁湾和阿拉伯海的生物群落进行比较也颇具挑战性,因为后两者受到季风驱动的上升流作用,生产力较高(Dreano et al., 2016; Raitsos et al., 2015, 2013)。 尽管红海已历经数十年的研究,但其南部区域(也门大陆架)仍是了解最少的部分之一。目前尚缺乏关于也门大陆架浅水区和外侧区域浮游有孔虫群落行为的定量数据,也无法将其与生产力较高的亚丁湾和阿拉伯海的群落进行有效对比。填补这一知识空白对于理解该地区的生态状况及古环境变化具有重要意义。 本研究旨在定量评估也门大陆架南部的浮游有孔虫群落,以揭示影响该区域生物多样性的生态因素。具体目标包括: -
  • 识别沿大陆架的物种组成和相对丰度模式;
  • 区分不同的生态群落并确定其环境相关性;
  • 评估也门大陆架的生物群落与红海其他区域、亚丁湾和阿拉伯海的已知模式的差异。
尽管分析的样本量(n = 6)较小,但这些发现将为红海这一研究不足区域的浮游有孔虫多样性和生态结构提供关键基准数据。
采样站点
我们在也门海岸附近的红海南部采集了6个底栖沉积物样本,涵盖了不同的地理环境和深度范围(大陆架中部至外侧,水深50–200米)。采样站点(A1–A3, B1–B3)分布在研究区域的北部、中部和南部,地理位置介于北纬14°12'至12°66'、东经42°77'至43°45'之间(见图1和表1),这些站点涵盖了不同的水文条件和地形特征(如贾巴尔佐卡尔山Jabal Zoqar)的影响。
总体群落特征与物种丰度
从6个采样点共采集到1084个浮游有孔虫标本,鉴定出13个物种,隶属于6个属和2个超科。其中Globorotaliacea超科包含3个属和5个物种(Globorotalia menardii, G. cultrata, G. ungulata, Pulleniatina obliquiloculata, Neogloboquadrina dutertrei);Globigerinacea超科包含3个属和8个物种(Globigerinoides ruber, G. conglobatus, Trilobatus sacculifer)。
也门红海南部的浮游有孔虫群落
也门红海南部的浮游有孔虫群落具有中等多样性,包含13个物种,隶属于Globigerinacea和Globorotaliacea两个超科。该群落以Globigerinoides ruberOrbulina universaGlobigerina bulloidesNeogloboquadrina dutertreiGlobigerinella siphoniferaTrilobatus sacculifer为主(见图4),这些物种占总标本数量的约四分之三。
结论
本研究分析了也门大陆架中部至外侧表层沉积物中的浮游有孔虫。该群落多样性中等,仅记录了13个物种。其中,温水栖息的贫营养种类(尤其是Globigerinoides ruberOrbulina universaNeogloboquadrina dutertreiGloborotalia menardii)的分布则较为分散。
作者贡献声明
阿卜杜勒卡里姆·A·阿尔-苏巴里(Abdulkarim A. Al-Subbary): 负责写作、审稿与编辑、方法论设计、数据整理及概念框架构建。 阿卜杜勒·加利勒·A·赫瓦伊迪(Abdel Galil A. Hewaidy): 负责概念框架构建、数据验证、写作、审稿与编辑。 里姆·M·穆阿马尔(Reem M. Muaamar): 负责写作、审稿与编辑、数据可视化处理、软件应用、方法论设计、调查实施及数据整理、概念框架构建。 穆罕默德·A·阿尔-沃萨比(Mohammed A. Al-Wosabi): 负责写作、审稿与编辑、研究监督、数据分析、正式统计分析及数据整理、概念框架构建。 尤瑟夫·S·巴兹恩(Youssef S. Bazeen): 负责写作及审稿。
作者声明
作者声明不存在任何可能影响本研究结果的竞争利益关系。
数据获取
本研究生成和分析的数据集可向相应作者申请获取。
资金支持
本研究未获得任何公共、商业或非营利机构的资助。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本研究结果的竞争性利益关系或个人关联。
致谢
作者衷心感谢国际海事组织(IMO)和红海及亚丁湾环境保护区域组织(PERSGA)提供的2001年通过Day Grab方法采集的红海南部海底样本,这些样本对完成本研究至关重要。同时,我们也感谢编辑李秀珍博士以及所有匿名审稿人的支持。
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