营养供给、猎物体型与生物量决定海洋浮游生物食物网的营养结构

本研究通过粒径分级稳定同位素分析(δ13C/δ15N)，揭示了营养盐供给如何通过改变猎物群落的生物量与体型分布，调控海洋浮游生物食物网的横向营养多样性(CR)、纵向营养多样性(TA)及群落捕食者-猎物质量比(PPMR)，为理解海洋生态系统能量传递效率与生物泵碳汇功能提供了新视角。

　　

Highlight

营养供给和猎物群落组成共同塑造了海洋浮游生物食物网的结构特征。我们的研究发现：在营养盐浓度较高的海域，浮游动物表现出跨粒径等级的多样化摄食偏好，显著提升横向营养多样性；而当自养型微浮游生物（如硅藻）生物量增加时，中浮游动物从摄食异养型微浮游生物转向直接取食自养生物，导致纵向营养多样性降低和食物链缩短。

关键发现

通过东亚海域长期监测数据，我们建立了两种营养结构演变模式：在微浮游植物-草食性中浮游动物主导模式(MHMZ)下，营养盐增加促使横向多样性上升而纵向多样性下降；在微微型浮游生物-肉食性中浮游动物主导模式(PCMZ)中，纵向多样性增加且群落PPMR降低。这些模式的分化取决于猎物群落的体型组成与生物量分布——当自养型微浮游生物生物量较低时，中浮游动物更倾向捕食异养型微型浮游动物，形成更高的能量传递效率。

环境驱动机制

营养盐供给通过双重途径调控食物网结构：1）直接促进大型自养微浮游生物（如群体硅藻）增殖，压缩营养级联过程；2）在微微型浮游生物主导的高产系统中，通过"自养型微微生物→异养型微型浮游动物→中浮游动物"的级联效应延长食物链。这种粒径结构的重塑深刻影响着生物泵的碳封存潜力——较短的MHZM食物链通过大型浮游动物产生快速沉降颗粒，可能增强海洋碳汇功能。

Conclusion

本研究创新性地将稳定同位素示踪技术与粒径谱理论结合，阐明营养盐供给通过改变猎物群落的体型分布与生物量，最终决定海洋浮游生物食物网的拓扑结构。该发现为预测气候变化背景下海洋生态系统功能演变提供了关键理论框架。