2023年，俄罗斯科学院摩尔曼斯克海洋生物研究所（MMBI）浮游生物研究团队，借助德国 HYDRO-BIOS 公司的 Multi Water Sampler ROSETTE（MWS-12）多通道采水器，系统梳理了 2007—2019 年间巴伦支海（Barents Sea）全海域多季节的浮游植物样品，首次报道 17 种此前未在该海域记录的浮游微藻。研究发现，这些“偶入种”（vagrant species）的分布严格受携带它们的大西洋暖流分支控制，出现频率以秋冬最高、夏季最低，集中在水体西南与西部；研究据此提出，大西洋水输入量是该类物种能否深入巴伦支海东部的限制因子。成果于 2023 年发表于《PeerJ》。
研究背景
近几十年来全球变暖在北极海域尤为剧烈，巴伦支海的升温被学界称为“大西洋化”（Atlantification）：随着进入该海域的大西洋水体积与温度升高，原本栖息于北大西洋、北海乃至地中海等暖水区的浮游生物，开始随洋流进入北冰洋边缘海。这类在新水域偶然出现、尚未建立稳定种群的物种被称为“偶入种”，它们的到来看似孤立，却可能成为海洋生态系统结构变化的早期信号。
要判断这类现象究竟是偶发还是趋势，就必须回答两个基础问题：它们在巴伦支海分布多广？在什么季节达到高丰度？然而，长期、大范围的研究积累恰恰是难点：偶入种多为低丰度、零星出现，任何采样偏差都可能导致漏检；而巴伦支海面积辽阔、水团结构复杂，要在同一航次中获取覆盖多个标准层位的干净水样，对采水设备的分层能力与取样代表性提出了极高要求。传统单瓶采水器一次只能获取一个水层样品，反复布放不仅耗时，各层样品的时空对应也难以保证。德国 HYDRO-BIOS 公司的 MWS 系列多通道采水器正是在这一需求下成为北极浮游生物调查的常用装备。
研究过程
本研究的样品来自 2007—2019 年间在巴伦支海开展的多次考察航次，涵盖不同季节、覆盖几乎整个海域。站位设置中，沿经典海洋学断面“科拉子午线”（Kola Meridian）布设了一系列长期定点站位，同时对西部、北部与东部海域进行了加密观测，站位坐标、采样日期时间与水深均记录在附录中。
浮游植物水样的采集使用德国 HYDRO-BIOS 公司（Altenholz，Germany）的 Multi Water Sampler ROSETTE HydroBios MWS-12 型玫瑰花采水器。该采水器一次下放即可在同一站位按标准水层同步采集多个水层样品，本研究选择的采样层位为 0 m、5 m、10 m、25 m、50 m、100 m 以及底层。除采水器样品外，研究还使用装有 29 µm 孔径气体滤锥的浮游生物网过滤整个水柱；所有采样点均同步开展CTD温盐深剖面测量。
样品处理遵循标准水生生物学方法：取 1—2 L 水样，采用反滤法浓缩至 4—5 ml，加入 40% 甲醛溶液固定，终浓度为 2%—4%；网采样品用沉降法浓缩定容至 2 ml。物种鉴定与细胞计数使用 Palmer-Maloney 计数框在显微镜下完成。
图1. 德国HYDRO-BIOS公司MWS系列多通道采水器（Rosette）
图2. 巴伦支海采样站位分布（红点为科拉子午线断面站位）
实验结果
1. 首次记录 17 种巴伦支海新浮游微藻。 2007—2019 年间共发现 17 种此前未在该海域确证出现的浮游微藻，包括 16 种甲藻（Dinophyceae）与 1 种硅藻——*Proboscia indica*。多数种类为北大西洋水域的常见组分，属亚热带、暖温带或热带—温带起源。
2. 分布严格受暖流控制。 出现格局显示，偶入种高度集中于受挪威大西洋流巴伦支海分支直接影响的水体，研究者据此划分出“A 类规律侵入区”与“B 类减弱占据区”；随着大西洋水深入东部的势力减弱，其数量逐渐减少直至消失。东部海域虽受新地岛流影响，但暖水势力已过弱，未见偶入种。
3. 显著的年际与季节节律。 记录最多的年份为 2013 年（11 次）；按月统计，11 月出现记录最多（21 次），明显高于其他月份，秋冬是偶入种出现高峰，夏季最少。
图3. 巴伦支海偶入种检出点分布及水团分区（A、B 类区域）
与偶入种记录同步的是水体的持续增暖：科拉子午线断面的温度距平在 1900 年后的前七十年里多为负值，1990 年代末转为持续正距平，2000 年后多次超过 +1.0 °C、最高逼近 +1.7 °C（图4）。这条断面恰好穿过本研究记录最密集的西南与西部海域，暖水势力进入巴伦支海的时间与幅度，构成了偶入种出现的直接水文背景。
图4. 科拉子午线断面温度距平（1900—2020年，改编自 Makarevich et al., 2023）
4. 有一个物种已进入适应阶段。 *Oxytoxum caudatum* 值得特别关注：它几乎在全部研究时段、所有季节、规律与减弱占据区都能被检出，其种群浓度比其它偶入种高出一个数量级，最高达 400 细胞/L，研究者推测它可能是唯一已进入新环境适应初期的非本地藻种。
5. 整体生态影响仍然有限。 就物种多样性与群落总生物量而言，偶入种所占比例目前仍属次要，尚未改变巴伦支海浮游植物群落的整体结构，也未见明显负面生态效应。
研究结论
这项横跨十余年的调查厘清了巴伦支海暖水偶入浮游植物的时空格局：它们并非稳定种群，而是随季节波动、依附于大西洋暖流分支的“过客”，其丰度与分布范围同大西洋水输入强度高度一致。研究者指出，随着北极海域“大西洋化”持续加剧，非北极典型物种的记录很可能继续增加，这一过程是否会最终动摇巴伦支海生态系统原有的生物稳定性，仍需长期跟踪评估。
在这一长期、大范围、多季节的采样任务中，德国 HYDRO-BIOS 公司的 MWS 系列多通道采水器发挥了关键作用。MWS-12 采用玫瑰花架结构，一次下放即可在同一站位同步闭合 12 个采水瓶，按 0、5、10、25、50、100 m 及底层等标准层位精确获取分层水样，最大限度减少了传统单瓶反复布网带来的时空错配。该系列容积覆盖 1.7 L、5 L、10 L 等多种规格，并可选配CTD水质探头与电子控制单元，实现深度触发、数据同步记录与在线/离线双模式操作，适用于从湖泊到深海、从北极到热带的各种分层采水场景，是全球浮游生物调查、藻类监测与环境基线研究中值得信赖的取样平台。
参考文献
Makarevich, P., Larionov, V., Oleinik, A., Vashchenko, P. Findings of new phytoplankton species in the Barents Sea as a consequence of global climate changes. *PeerJ* 11, e15472 (2023). https://doi.org/10.7717/peerj.15472
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