南极罗斯海特拉诺瓦湾先驱底栖生物群落的标准化监测与多样性评估

为解决南极底栖生物监测缺乏标准化方法的难题，意大利研究团队首次采用自主礁石监测结构(ARMS)对罗斯海特拉诺瓦湾25米深度的先驱群落进行1-5年时序研究。通过形态学与分子生物学手段，鉴定出277条记录涵盖12门39种，其中98%样本保存于96%乙醇为后续遗传研究提供资源。该成果发表于《Biodiversity Data Journal》，为南极生物多样性门户(AntaBIS)提供关键基线数据，填补了罗斯海区域长期生态监测空白。

南极洲作为地球最后的净土之一，其独特的海洋生态系统正面临气候变化和人类活动的双重威胁。罗斯海特拉诺瓦湾(Terra Nova Bay, TNB)的底栖生物群落因其高度特化和缓慢生长特性，被视为监测环境变化的敏感指示器。然而长期以来，该区域研究受限于非标准化采样方法，导致数据可比性和可靠性存疑。意大利国家南极博物馆(MNA)领衔的研究团队意识到，建立可重复的监测体系对理解南极生态系统的脆弱性和恢复力至关重要。

为解决这一科学瓶颈，研究团队首次在南极应用自主礁石监测结构(Autonomous Reef Monitoring Structures, ARMS)。这种由10层PVC板组成的标准化装置，通过模拟三维生境结构，为量化生物多样性提供了可比较的基准。研究历时7年(2015-2022)，在意大利"马里奥·祖凯利"科考站附近25米深海域部署ARMS，获得1年、2年、3年和5年四个时间梯度的 colonization 数据。

技术方法上，研究整合了形态学鉴定（包括扫描电镜SEM分析）、标本库建设（96%乙醇和-20°C双模式保存）和分子生物学技术（初步metabarcoding分析）。样本来自意大利国家南极计划(PNRA)第32至38次考察，所有标本均被意大利国家南极博物馆(MNA)收藏并赋予唯一凭证号。

研究结果

生物多样性组成
277条 occurrence 记录涵盖12个门类，其中环节动物(Annelida)和苔藓动物(Bryozoa)占比最高（分别73和70条记录）。发现39个确认物种包括2个TNB新记录种：多毛类Gitanopsilis amissio和海绵Stelodoryx cribrigera。值得注意的是，南极特有海胆Sterechinus neumayeri以22次出现成为优势种。

时间动态特征
5年暴露期的ARMS捕获了30.68%的物种记录，显著高于1年期的2.53%。这种时间累积效应在固着生物（154条记录）与游走生物（123条记录）中均表现明显，证实南极底栖群落 colonization 的缓慢特性。

技术方法创新
通过改进回收装置（100μm尼龙网衬里的塑料箱），解决了早期样本流失问题。扫描电镜(SEM)技术成功应用于苔藓动物鉴定，如Camptoplites tricornis的 avicularia（鸟头体）结构成像。

讨论与意义
该研究建立了南极首个基于ARMS的长期生物监测体系，其标准化数据为《CCAMLR 91-05保护措施》中的罗斯海海洋保护区评估提供科学依据。发现的 colonization 时间效应修正了传统1年期监测的局限性，为极地生态恢复力研究设立新基准。

标本库的建立（含31个 morphotypes）和分子数据储备（Cecchetto等2024年初步metabarcoding）为后续研究提供多维资源。研究团队特别指出，这项工作是实现SCAR（南极研究科学委员会）"南极生物多样性门户"目标的关键步骤，其CC-BY 4.0许可数据将通过GBIF平台促进全球极地研究协作。

这项由比利时科学政策办公室(BELSPO)资助的研究，不仅填补了罗斯海生态监测空白，更开创性地证明长期ARMS监测在南极特殊环境下的可行性，为评估气候变化对极地生态系统影响提供了可复制的研究范式。