斯瓦尔巴德大陆架北部边缘海冰带内春季繁盛期间底栖有孔虫对植物碎屑的定殖

北极繁盛下的生命

每年春季，随着阳光回到高纬度北极，海冰下及周围会爆发出成片的显微藻类繁盛。当这些繁盛消退时，它们的残骸下沉到深海，形成一层薄而短暂的有机碎屑地毯铺在海底。本研究探讨了称为有孔虫的微小海底生物如何响应这突如其来的食物脉动，揭示泥沙中这些肉眼不可见的生命如何在快速变化的北极中推动海洋天然碳储存系统。

落向深海的食物“雪

作者关注的是植物碎屑——从死亡浮游植物和其他有机颗粒形成的斑块和团块，像海洋中的雪花一样下沉。这些物质是“生物碳泵”的关键组成部分，即将碳从表层水体转移到深海并得以长期储存的过程。在斯瓦尔巴德北部，来自大西洋的暖水正进一步入侵北极，重塑海冰覆盖并诱发更早且持续更长的藻类繁盛。随着海冰后退和冰下繁盛增强，更多植物碎屑可能沉降到海底，但科学家们对这一偏远冰盖区域的海底群落如何响应仍知之甚少。

海底的微小壳体建造者

底栖有孔虫是构建微小壳体（或称测试）的单细胞原生生物，壳由碳酸钙或黏合的沉积颗粒构成。尽管显微，它们数量巨大，是海底新鲜有机物的重要消费者。它们的壳会在沉积物中保存下来，因此是记录过去海洋环境的重要指标。在这项工作中，研究者检查了新降落的植物碎屑层和其下表层沉积物中的活体有孔虫，采样地点包括三个北极站点：巴伦支海的高产陆坡、产量中等的叶尔马克高原，以及以群体型藻类Phaeocystis繁盛闻名的索菲亚盆地。

在冰下采样春季生命

在2015年晚春的一次破冰考察中，研究船使用带有摄像设备的取样器收集了来自约200至2200米深度的未扰动海底切片。摄像记录显示海床上有蓬松的绿色和球状植物碎屑积聚，常被由融化海冰释放的石膏晶体所压载。科学家们精确吸取了植物碎屑的已知体积，并同时采集了其下方的上层一厘米沉积物。他们用染色法区分活体个体，过筛样品，并鉴定与计数了每个样品中的数百个有孔虫，计算每单位体积的个体数以及各物种在局部群落中的比例。

薄薄绿毯下的不同“邻里”

分析显示，植物碎屑层拥有远比下方沉积物更密集的有孔虫群体——平均每单位体积约多近20倍。然而，两层之间以及不同站点间的群落组成差异显著。在高产的巴伦支海陆坡，多种机会性物种挤入新沉积的植物碎屑层，而另一种物种则在沉积物深处占优。在叶尔马克高原，有些物种在两层中都很丰富，但一种鲜为人知的形态明显偏好植物碎屑层。在索菲亚盆地，与冰下Phaeocystis繁盛和新鲜食物脉动相关的物种在蓬松的表层繁盛，而深水及沉积栖息的物种在下层更常见。这些格局反映了水温、盐度、冰覆盖、繁盛阶段以及自上方输送来的有机物类型与新鲜度的局地差异。

这些微小生物告诉我们的事

通过记录哪些有孔虫迁入或滞留在植物碎屑层中，研究表明许多物种比先前认为的更具可塑性和活动性，能够追踪海底短暂的食物激增。作者得出结论：春季繁盛提供的食物可用性是决定这些群落结构的主要驱动因素，深度和水体性质则起次要作用。因为有孔虫参与碳的分解与埋藏，并且其壳在沉积物中保存下细致的记录，理解它们与变化中的繁盛和海冰之间的行为关系至关重要。这些发现为我们提供了一个高分辨率的视角，了解随着气候变化持续改变海面生命的时序和特性，北极海底的活体过滤器可能如何响应。

引用: Faizieva, K., Wollenburg, J.E., Nagy, M. et al. Benthic foraminiferal colonisation of phytodetritus during spring bloom within the marginal sea ice zone off Northern Svalbard continental margin. Sci Rep 16, 10889 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45090-3

关键词: 北极海底, 浮游植物大爆发, 碳泵, 有孔虫, 海冰变化