南海所在海马冷泉区大型底栖生物群落组成及其营养关系研究取得进展

近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室（LMB）谭烨辉研究团队在海马冷泉区大型底栖生物的群落组成及营养关系研究上取得进展，相关研究成果发表于Deep Sea Research Part I（《深海研究》）上。

冷泉是指从海底沉积物中渗漏出的富含甲烷、硫化氢或其他碳氢化合物的流体，流体喷口附近可发育出化能自养的大型底栖生物群落。目前在南海共发现了四十多个存在冷泉渗漏活动的区域。海马冷泉发现于2015年，位于海南岛东南部1300-1400m深处的海床。本研究利用深潜器获取了海马冷泉区大量底栖生物样品，并利用碳氮稳定同位素（δ¹³C 和 δ¹⁵N）分析了冷泉生物间的营养关系。结果表明，海马冷泉区大型底栖生物的食物主要来源于化能自养，但贻贝床中的大部分大型底栖生物的δ¹³C值与海马贻贝相差甚远，表明这些生物并非直接以贻贝为食物来源。甲烷气体渗漏强度弱的区域大型底栖生物的营养生态位分化程度要高于冷泉渗漏强度大的区域（图1）。海马冷泉大型底栖生态系统中捕食与被捕食的营养关系不显著，其中新岩蟹（Neolithodes brodiei）和具足虫（Bathynomus jamesi）这两个疑似顶级捕食者，其食物可能主要来源自上层的光合生态系统。

图1 海马贻贝床中大型底栖生物的稳定同位素特征. R1冷泉渗漏强度大；R2冷泉渗漏强度弱

海马冷泉区底栖生物群落主要存在四种类型：分别为贻贝床、蛤床、细管虫丛和大管虫丛群落（图2）。本研究共采集鉴定了30余种大型底栖生物（图3-6），大部分种类采集于活跃冷泉喷口附近的贻贝床，而伴溢蛤床中分布的底栖生物种类极少。细管虫丛是在海马冷泉中一个独特的生物群落，发现于冷泉强渗漏区附近，主要由一种极纤细的管虫（Sclerolinum sp.）组成，细管虫几丁质管的长度常超过1m。这种细管虫的茎上黏附有大量的贻贝幼体，推测这种细管虫群落可能是海马贻贝幼体的重要发育场所（图7）。

本结果为深入了解冷泉区大型底栖生物群落的形成及演替规律提供了重要信息，许多种类为南海冷泉生态系统中首次记录。研究工作得到南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）人才团队引进重大专项项目、国家自然科学基金和国家重点研发计划等项目的联合资助。

相关论文信息：Zhixin Ke, Ruofei Li, Yu Chen, Danting Chen, Zhiyun Chen, Xiping Lian, Yehui Tan*. 2022. A preliminary study of macrofaunal communities and their carbon and nitrogen stable isotopes in the Haima cold seeps, South China Sea. Deep Sea Research Part I, 184, 103774. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0967063722000875?via%3Dihub

图2 海马冷泉区四种典型的生物群落. a 贻贝床mussels bed，b 细管虫丛cluster of slim tubeworm among dead clams，c 蛤床clams bed，d 大管虫丛large tubeworm at authigenic carbonate mound

图3 海马冷泉区的大型底栖生物. a 海马大偏顶蛤Gigantidas haimaensis; b 组蛇尾Histampicasp.; c 具足虫Bathynomus jamesi; d 端足类Paralicellasp.; e 新岩蟹Neolithodes brodiei; f 火神圆拟日月贝Catillopecten vulcani; g 中国海伴溢蛤Calyptogena marissinica; h 马雷蛤Malletiasp.; i 窄齿鳞侧石鳖Leptochiton tenuidontus. 比例尺= 1 cm.

图4 海马冷泉区的环节动物. a 佩氏鳃鳞虫Branchipolynoe pettiboneae; b 硬须虫Sclerolinum sp.; c 神女虫Sirsoesp.; d 沙蚕Nereissp.; e 管虫Paraescarpia echinospica; f 吻沙蚕Glycerasp.; g 小头虫Capitellasp.; h 星虫Sipuncula sp. 比例尺= 1 cm.

图5 海马冷泉区的腹足类. a 乳白深海笠贝Bathyacmaea lactea; b 拟娥螺Phymorhynchus buccinoides; c 峨螺Aulacofusussp.; d 涡螺Tractolirasp.; e 拟娥螺未定种Phymorhynchussp.; f 骨螺Scabrotrophon scitulus; g 饰肋普氏螺Provanna fenestrata; h 光滑普氏螺Provanna glabra. 刻度尺 = 1 cm.

图6 海马冷泉区的大型底栖生物. a 劳盆拟刺铠虾Munidopsis lauensis; b 长角阿尔文虾Alvinocaris longirostris; c 阿尔文虾Alvinocaris sp.; d 指参Chiridotasp.; e 海葵Actinernussp. 刻度尺 = 1 cm.

图7 细管虫（Sclerolinum sp.）管壁上分布的贻贝幼体