北冰洋楚科奇海浮游細(xì)菌豐度和生產(chǎn)力及其分布特征

高源，何劍鋒，陳敏，林凌，張芳

(1.廈門大學(xué) 海洋與地球?qū)W院，福建 廈門 361005；2.中國(guó)極地研究中心 國(guó)家海洋局極地科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200136；3.廈門大學(xué) 近海海洋環(huán)境科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門 361005)

北冰洋楚科奇海浮游細(xì)菌豐度和生產(chǎn)力及其分布特征

高源1，2，何劍鋒2*，陳敏1，3，林凌2，張芳2

(1.廈門大學(xué) 海洋與地球?qū)W院，福建 廈門 361005；2.中國(guó)極地研究中心 國(guó)家海洋局極地科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200136；3.廈門大學(xué) 近海海洋環(huán)境科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門 361005)

2012年夏季中國(guó)第5次北極科學(xué)考察期間，對(duì)北冰洋楚科奇海及其北部邊緣海浮游細(xì)菌豐度和生產(chǎn)力進(jìn)行了測(cè)定，并將其與環(huán)境因子進(jìn)行了相關(guān)性分析。結(jié)果顯示，楚科奇海浮游細(xì)菌豐度的變化范圍為0.56×108～6.41×108cells/dm3，平均為2.25×108cells/dm3；細(xì)菌生產(chǎn)力介于0.042～1.92 mg/(m3·d)(以碳計(jì))之間，平均為0.54 mg/(m3·d) (以碳計(jì))，與已有研究結(jié)果基本相當(dāng)。陸架區(qū)細(xì)菌豐度和生產(chǎn)力要明顯高于北部邊緣區(qū)，但前者的單位細(xì)菌生產(chǎn)力則較低。與環(huán)境因子的相關(guān)性分析顯示，細(xì)菌豐度與溫度和葉綠素a濃度存在顯著正相關(guān)(p<0.01)，表明北極變暖導(dǎo)致的海水升溫及浮游植物生物量的增加均會(huì)促進(jìn)細(xì)菌的生長(zhǎng)，從而進(jìn)一步提高細(xì)菌在海洋生態(tài)系統(tǒng)和碳循環(huán)中的作用。但陸架區(qū)的細(xì)菌生產(chǎn)力與環(huán)境參數(shù)均沒(méi)有顯著相關(guān)性，表明其影響因素較為復(fù)雜；生產(chǎn)力在北部邊緣區(qū)則僅與葉綠素a存在顯著正相關(guān)(p<0.01)，表明浮游植物生長(zhǎng)過(guò)程產(chǎn)生的溶解有機(jī)碳(DOC)是細(xì)菌生長(zhǎng)最為主要的碳源，碳源的單一可能制約細(xì)菌的生產(chǎn)從而導(dǎo)致該海域無(wú)冰狀態(tài)下細(xì)菌豐度的增加不如預(yù)期，但融冰過(guò)程帶來(lái)的大量DOC將促進(jìn)細(xì)菌活性的增加。

浮游細(xì)菌；細(xì)菌生產(chǎn)力；北極；楚科奇海；環(huán)境因子

1 引言

楚科奇海北面為加拿大海盆，南面通過(guò)白令海峽與白令海相通，西接?xùn)|西伯利亞海，東臨波弗特海，其深度不到50 m的海域占總面積的一半以上，是北冰洋生產(chǎn)力最高的邊緣海之一。該海域常年受來(lái)自北太平洋、加拿大海盆以及東西伯利亞海海水的影響[1]，其中從南面通過(guò)白令海峽進(jìn)入楚科奇海的海流包括：低溫高鹽的阿納德流、高溫低鹽的白令海陸架水以及阿拉斯加沿岸流[2]。另外，楚科奇海海冰的季節(jié)性消融過(guò)程，同樣會(huì)影響該海域的浮游生物群落[3]。

浮游細(xì)菌(以下簡(jiǎn)稱細(xì)菌)是海洋中分布最廣、數(shù)量最多的生物類群，該類群可通過(guò)“微生物碳泵”影響海洋碳循環(huán)[4]。細(xì)菌既是海洋中有機(jī)物的分解者，同時(shí)也是海洋中的生產(chǎn)者[5—6]。它們可以吸收海洋中的溶解有機(jī)碳(DOC)合成顆粒有機(jī)碳(POC)并進(jìn)入食物網(wǎng)。此外，經(jīng)由細(xì)菌合成的生物量，除一部分被原生動(dòng)物捕食、繼續(xù)參與食物網(wǎng)的物質(zhì)循環(huán)外[7]，另一部分則可以附著在顆粒物上，通過(guò)沉降作用向深海輸出，通過(guò)生物泵作用調(diào)節(jié)大氣CO2含量[8-9]。

楚科奇海所在的北冰洋太平洋扇區(qū)是近年來(lái)北冰洋海冰覆蓋面積變化最為顯著的海區(qū)[10]，海冰的顯著變化會(huì)對(duì)浮游生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生深刻影響。目前在北冰洋太平洋扇區(qū)已有少量針對(duì)細(xì)菌的研究，研究?jī)?nèi)容包括豐度、生產(chǎn)力以及對(duì)浮游植物藻華的響應(yīng)，主要集中在阿拉斯加沿岸、加拿大海盆區(qū)，以及北冰洋中心區(qū)等海域[11-12]，但對(duì)楚科奇海細(xì)菌隨緯度的變化特性尚未展開相關(guān)研究。本文于2012年夏季中國(guó)第5次北極科學(xué)考察期間，對(duì)楚科奇海及其北部邊緣區(qū)緯向大斷面進(jìn)行了細(xì)菌豐度以及生產(chǎn)力的對(duì)比分析，并結(jié)合溫度、鹽度和營(yíng)養(yǎng)鹽等環(huán)境因子，分析細(xì)菌豐度、生產(chǎn)力與環(huán)境的相關(guān)性，以闡明該海域細(xì)菌的緯向分布特征及其對(duì)環(huán)境變化的潛在響應(yīng)。

2 材料與方法

2.1 調(diào)查時(shí)間與區(qū)域

2012年9月4日至8日中國(guó)第5次北極科學(xué)考察期間，利用“雪龍”號(hào)極地考察破冰船對(duì)楚科奇海及其北部邊緣區(qū)緯向大斷面(66°～80°N)共18個(gè)站位的環(huán)境參數(shù)(溫度、鹽度、葉綠素濃度、營(yíng)養(yǎng)鹽)和細(xì)菌豐度進(jìn)行了測(cè)定，并在其中5個(gè)站位測(cè)量細(xì)菌生產(chǎn)力(圖1)。

圖1 楚科奇海及其北部邊緣海采樣站位Fig.1 Sampling stations in Chukchi Sea and its northern border area標(biāo)示圓圈的站位為開展細(xì)菌生產(chǎn)力測(cè)定的站位Stations with red cycle is the stations sampling for bacterial production analysis

2.2 海洋環(huán)境參數(shù)

溫度和鹽度數(shù)據(jù)由“雪龍”船配備的SBE 911 plus CTD 獲得。營(yíng)養(yǎng)鹽數(shù)據(jù)由SBE 911 plus CTD配備的24瓶10 dm3Rosette采水器分層采集的水樣分析獲?。黄渲嘘懠軠\水區(qū)按0、10、20、30、40、50、75、100 m 以及葉綠素a極大值層分層；海盆深水區(qū)按0、30、50、75、100、125、150、200 m 和葉綠素a極大值層分層。每層各取水樣100 cm3，用孔徑0.45 μm、直徑47 mm 的GF/F玻璃纖維濾膜過(guò)濾，濾液在4℃臨時(shí)保存，48 h內(nèi)在船上實(shí)驗(yàn)室按Grasshoff等推薦的方法用Skalar san++型營(yíng)養(yǎng)鹽自動(dòng)分析儀測(cè)得[13]。

2.3 葉綠素a濃度

葉綠素a采樣層位與細(xì)菌豐度的采樣層位一致，每層采集250 cm3水樣。水樣經(jīng) 25 mm直徑的GF/F玻璃纖維濾膜負(fù)壓過(guò)濾，濾膜在10 cm3的90%丙酮中低溫、避光萃取24 h，用AU-10型唐納熒光計(jì)測(cè)定[14]。

2.4 細(xì)菌豐度

細(xì)菌水樣采集與營(yíng)養(yǎng)鹽和葉綠素a采樣層位相同。各層用預(yù)先經(jīng)稀鹽酸浸泡并沖洗烘干的棕色聚乙氧基對(duì)苯甲酸酯(PEB)瓶采集100 cm3水樣，經(jīng)孔徑50 μm的篩絹預(yù)過(guò)濾后，取1 cm3于Falcon進(jìn)樣管中，加入SYBR Green I染色劑(終濃度1/10 000，體積比)避光染色15 min，在船上用BD FACSCalibur型流式細(xì)胞儀測(cè)定細(xì)菌豐度。

2.5 細(xì)菌生產(chǎn)力

在5個(gè)站位進(jìn)行細(xì)菌生產(chǎn)力的測(cè)定。細(xì)菌培養(yǎng)層位與豐度選取相同。每層各取3個(gè)平行樣，每個(gè)樣品各加入20 cm3海水于50 cm3事先滅菌的帶螺蓋玻璃培養(yǎng)瓶中，并在其中一個(gè)培養(yǎng)瓶中加入2 cm3甲醛溶液，混勻作為對(duì)照組，其余兩個(gè)作為實(shí)驗(yàn)組。3個(gè)平行樣各加入1 cm3的3H-亮氨酸工作液(5 μCi/cm3)，混勻，用錫紙包裹兩層，置現(xiàn)場(chǎng)溫度避光培養(yǎng)2 h。取出后實(shí)驗(yàn)組中加入2 cm3甲醛搖均。樣品用直徑25 mm、0.7 μm混合纖維膜過(guò)濾，并用2 cm35%的三氯乙酸淋洗培養(yǎng)瓶加入濾器，抽濾至干；分別用5%三氯乙酸和80%乙醇淋洗濾筒內(nèi)壁和濾膜；待濾膜自然干燥后放入閃爍瓶中，冷凍保存帶回國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室。

在陸上實(shí)驗(yàn)室，向閃爍瓶中加入0.5 cm3乙酸乙酯，再加入10 cm3閃爍液，混勻、避光靜置2 h后，用Perkin Elmer公司的Tri-carb 2009TR低本底液體閃爍計(jì)數(shù)儀測(cè)量3H放射性活度，并根據(jù)下式計(jì)算細(xì)菌生產(chǎn)力：

(1)

BP=1.55×106·Ri，

(2)

式中，Ri為亮氨酸吸收率，單位為 mmol/(dm3·h)；Us為樣品放射性活度值，單位為 Bq；Ub為空白樣放射性活度值，單位為 Bq；Sa為3H在亮氨酸中的放射性比活度，單位為 Bq/mmol；T為樣品培養(yǎng)時(shí)間，單位為 h；V為樣品體積，單位為 dm3；BP為細(xì)菌生產(chǎn)力，單位為 μg/(dm3·h)；1.55×106為細(xì)菌吸收1 mol亮氨酸轉(zhuǎn)換為碳生產(chǎn)量(以μg計(jì))的轉(zhuǎn)換系數(shù)，單位為 μg/mmol。

2.6 數(shù)據(jù)處理

用CellQuest軟件處理獲得細(xì)菌豐度數(shù)據(jù)，用SigmaPlot 12.5和SPSS 20.0軟件對(duì)細(xì)菌豐度和溫、鹽、營(yíng)養(yǎng)鹽以及葉綠素a數(shù)據(jù)等環(huán)境參數(shù)之間做皮爾森相關(guān)性分析(Pearson Correlation Analysis)?？紤]到本航次只測(cè)定了浮游細(xì)菌的總豐度，而沒(méi)有進(jìn)行分類研究，所以采用單個(gè)細(xì)菌合成生物量的能力，即細(xì)菌生產(chǎn)力(bacterial production)與細(xì)菌豐度(bacterial abundance)的比值(BP/BA)，來(lái)進(jìn)行楚科奇海細(xì)菌活性的評(píng)估。

3 結(jié)果

3.1 溫度、鹽度、葉綠素a濃度的分布

溫度、鹽度和葉綠素a濃度的剖面分布見圖2。溫度的變化范圍為-1.65～7.57℃，平均值為0.26℃(見圖2a)。高溫海水主要集中在楚科奇海陸架區(qū)(SR11站位以南)，特別是在白令海峽附近以及SR07站。在73°N以北的楚科奇邊緣海(SR12站位以北)，海水的溫度降至-1.65～-0.13℃，明顯低于南部海區(qū)。鹽度變化范圍為25.40～33.19，平均值為30.46。整個(gè)斷面海水存在明顯的分層現(xiàn)象：30 m以深的海水具有高鹽的特征，鹽度均高于30。在白令海峽附近海域以及M01—M07站，海水鹽度較低。葉綠素a濃度的變化范圍在0.01～1.93 mg/m3之間，平均值為0.47 mg/m3(見圖2c)，其中楚科奇海陸架區(qū)的葉綠素a濃度相對(duì)較高，最大值則出現(xiàn)在SR14站位的50 m層。在楚科奇邊緣海M01站(77°N附近)20 m及100 m處，葉綠素a濃度呈現(xiàn)極小值。

3.2 細(xì)菌豐度分布

細(xì)菌豐度的剖面分布見圖3a。豐度變化范圍為0.56×108～6.41×108cells/dm3，平均值為2.25×108cells/dm3(n=96)。最低值出現(xiàn)在斷面最北端SR16站位100 m處，最高值出現(xiàn)在楚科奇海陸架邊緣SR11站位0 m。其中，楚科奇海細(xì)菌豐度的變化范圍為1.22×108～6.41×108cells/dm3，平均值為3.89×108cells/dm3(n=36)；楚科奇邊緣海的豐度變化范圍為0.56×108～3.05×108cells/dm3，平均值為1.27×108cells/dm3(n=60)，陸架區(qū)的細(xì)菌豐度要明顯高于邊緣海。在楚科奇海陸架區(qū)，細(xì)菌豐度由表到底基本呈下降趨勢(shì)。但在楚科奇海臺(tái)以西海域的30～50 m則存在一個(gè)豐度極大值層(見圖3a)。

3.3 細(xì)菌生產(chǎn)力分布特征

楚科奇海及其邊緣海細(xì)菌生產(chǎn)力的分布見圖3b，變化范圍為0.042～1.92 mg/(m3·d) (以碳計(jì))(n=29)，平均值為0.54 mg/(m3·d) (以碳計(jì))。水柱總細(xì)菌生產(chǎn)力的變化范圍為12.10～53.46 mg/(m2·d) (以碳計(jì))(n=5)。細(xì)菌生產(chǎn)力的最大值出現(xiàn)在SR03站的10 m層，最小值出現(xiàn)在斷面最北端SR16站的100 m層。與細(xì)菌豐度相對(duì)應(yīng)，在楚科奇海北部陸架區(qū)、SR12站位40 m層以及門捷列夫海嶺50 m處，細(xì)菌生產(chǎn)力也出現(xiàn)了一個(gè)較小的峰值(圖3b)。

圖3 細(xì)菌豐度(a)、細(xì)菌生產(chǎn)力(以碳計(jì))(b)、細(xì)菌生產(chǎn)力/細(xì)菌豐度比值(c)的斷面分布Fig.3 Distribution of BA (a)， BP (in carbon)(b) ratio of BP/BA(c)

3.4 細(xì)菌豐度、細(xì)菌生產(chǎn)力與環(huán)境因子的相關(guān)性

3.5 細(xì)菌豐度與細(xì)菌生產(chǎn)力的相關(guān)性

細(xì)菌豐度與生產(chǎn)力的皮爾森相關(guān)性分析結(jié)果顯示，相關(guān)性系數(shù)為0.37(p<0.05，n=40)。對(duì)其進(jìn)行線性回歸擬合，得出線性回歸方程為：y=4.08+0.51x(r2=0.37，n=40，t=2.43，p=0.02)。單位細(xì)菌的生產(chǎn)力分布見圖3c，可明顯看出，該斷面的BP/BA值普遍較低，但位于門捷列夫海嶺的M04站位表層存在一個(gè)BP/BA高值區(qū)，此外，在74°N楚科奇陸架區(qū)北部邊緣40 m水層和白令海峽附近表層存在著BP/BA的次高值區(qū)。

表1 楚科奇海陸架區(qū)與北部邊緣海細(xì)菌豐度、生產(chǎn)力與環(huán)境因子的相關(guān)性分析

**表示置信度p<0.01(雙邊檢驗(yàn))。

4 討論

4.1 浮游細(xì)菌豐度和生產(chǎn)力的變化特征

Anderson和Rivkin[7]在北極Resolute Passage海域觀測(cè)到細(xì)菌豐度的季節(jié)變化介于0.6×108～3.3×108cells/dm3之間，其中最高值出現(xiàn)在8月；Sherr等[15]測(cè)得北冰洋中心海盆夏季0～40 m水層的細(xì)菌豐度為1.9×108～6.7×108cells/dm3，平均值為(3.23±0.7)×108cells/dm3。本文所得楚科奇海細(xì)菌豐度在上述報(bào)道值之間，但是明顯低于2008年中國(guó)第3次北極科學(xué)考察在該海域測(cè)得的細(xì)菌豐度[16]。

南北極海域的細(xì)菌生產(chǎn)力數(shù)據(jù)見表2。楚科奇海及其北部邊緣區(qū)的細(xì)菌生產(chǎn)力與其他北極海域相當(dāng)。但就整個(gè)研究斷面而言，相對(duì)于北部的低生產(chǎn)力，楚科奇海南部及白令海峽附近海域則呈現(xiàn)較高生產(chǎn)力的狀態(tài)。

表2 南、北極海域細(xì)菌生產(chǎn)力的報(bào)道值

4.2 浮游細(xì)菌豐度和生產(chǎn)力的環(huán)境影響因素

細(xì)菌生產(chǎn)力與環(huán)境因子的相關(guān)性分析結(jié)果顯示，細(xì)菌生產(chǎn)力僅僅在楚科奇海北部邊緣海與葉綠素a呈現(xiàn)顯著正相關(guān)(見表1)。造成這一結(jié)果的原因可能是陸架區(qū)和邊緣海區(qū)DOC的來(lái)源不同。DOC是細(xì)菌進(jìn)行生物量合成的必要原料。海洋中的DOC主要來(lái)源于浮游植物的釋放、有機(jī)物降解釋放以及陸地徑流的輸入。楚科奇海陸架區(qū)除了浮游植物光合作用釋放的DOC外，太平洋入流水也攜帶了DOC，包括大量陸源DOC[25]。在光降解等過(guò)程的作用下，惰性DOC逐漸變成可被細(xì)菌所利用的類型[26]。因此在該海域細(xì)菌生產(chǎn)力與葉綠素a沒(méi)有明顯的相關(guān)性。對(duì)于楚科奇海邊緣海，由于陸地徑流影響基本可以忽略，因此海域DOC的來(lái)源相對(duì)比較單一。細(xì)菌主要利用浮游植物所釋放的DOC來(lái)滿足自身的新陳代謝，導(dǎo)致細(xì)菌生產(chǎn)力與葉綠素a存在顯著的相關(guān)性。根據(jù)細(xì)菌豐度、生產(chǎn)力與各環(huán)境參數(shù)的相關(guān)性可以推測(cè)，當(dāng)海水溫度升高時(shí)，極地細(xì)菌豐度將呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，而溫度升高所導(dǎo)致的高緯度海冰的融化，也會(huì)促進(jìn)其增長(zhǎng)。

4.3 細(xì)菌豐度與細(xì)菌生產(chǎn)力之間的關(guān)系

本研究顯示，細(xì)菌豐度與生產(chǎn)力之間的線性關(guān)系較差(r2=0.37，n=40，p=0.02)，可能意味著并非所有的浮游細(xì)菌均參與了POC的合成。Pearce等[27]的研究表明，細(xì)菌群落中并不是所有的細(xì)菌均能發(fā)揮生產(chǎn)者的作用。而是部分高核酸含量(HNA，High Nucleic Acids)的細(xì)菌才擁有合成生物量的能力，其余部分細(xì)菌則處于較低活力或者休眠狀態(tài)[28]。這種以核酸含量高低作為細(xì)菌活力大小的標(biāo)準(zhǔn)在一定程度上解釋了本文的結(jié)果。但是Sherr等[29]指出以核酸含量高低來(lái)判斷細(xì)菌活力的方法仍需深入討論。例如，在南極半島附近海域，低核酸含量(LNA，Low Nucleic Acids)的細(xì)菌與細(xì)菌生產(chǎn)力的相關(guān)性更為顯著[30]。但不管如何區(qū)分，HNA與LNA在一定程度上可能反映了細(xì)菌群落活性的差異。豐度越高的細(xì)菌種群，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)往往比低豐度的種群復(fù)雜得多，其物種多樣性也更為豐富[31]，且各個(gè)細(xì)菌種群相互聯(lián)系緊密，承擔(dān)不同的生態(tài)功能[32]。

本研究在門捷列夫海嶺附近海域觀察到的表層高細(xì)菌活性現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)與該海域的低細(xì)菌豐度有關(guān)。從上述分析可知，楚科奇海陸架區(qū)的細(xì)菌豐度要明顯高于北部邊緣海。高細(xì)菌豐度會(huì)使得種群之間的競(jìng)爭(zhēng)加劇，可利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少，有一部分細(xì)菌很可能處于低活力甚至休眠狀態(tài)，導(dǎo)致單個(gè)細(xì)菌平均活性較低。另外，海冰融化也可能是導(dǎo)致門捷列夫海嶺海域表層BP/BA高值的原因之一。從斷面鹽度分布可以看出，M01-M07站位20 m以淺是整個(gè)斷面鹽度最低的區(qū)域(見圖2)，這很有可能是海冰融化后造成的現(xiàn)象。Sala等[33]發(fā)現(xiàn)，含有大量融冰水的極地表層水表現(xiàn)出很高的單位細(xì)菌生產(chǎn)力。Uchimiya等[34]的研究也顯示，加拿大海盆海冰融化后所伴隨的有機(jī)物輸入會(huì)促進(jìn)表層海水中原核生物的生產(chǎn)力以及生長(zhǎng)。因此，細(xì)菌的大量繁殖使得這一海域表現(xiàn)出較高的細(xì)菌活性。

5 結(jié)論

楚科奇海浮游細(xì)菌豐度的變化范圍為0.56×108～6.41×108cells/dm3，平均為2.25×108cells/dm3；細(xì)菌生產(chǎn)力介于0.042～1.92 mg/(m3·d) (以碳計(jì))之間，平均為0.54 mg/(m3·d) (以碳計(jì))。細(xì)菌豐度與生產(chǎn)力均隨緯度的升高而降低。楚科奇海陸架區(qū)和北部邊緣區(qū)的細(xì)菌豐度和生產(chǎn)力存在顯著差異，陸架區(qū)細(xì)菌豐度和生產(chǎn)力均較高，但單位細(xì)菌生產(chǎn)力較低。研究海域細(xì)菌豐度與溫度和葉綠素a含量存在顯著正相關(guān)，顯示全球變化導(dǎo)致的水溫升高及浮游植物生物量的增加有利于細(xì)菌的生長(zhǎng)。在楚科奇海北部邊緣區(qū)，細(xì)菌生產(chǎn)力僅與葉綠素a含量存在明顯正相關(guān)，表明細(xì)菌生長(zhǎng)與浮游植物光合作用過(guò)程所釋放的DOC密切相關(guān)，融冰過(guò)程帶來(lái)的大量DOC將促進(jìn)細(xì)菌活性的增加。

致謝：感謝“雪龍”號(hào)極地科考破冰船和第五次北極考察隊(duì)員的支持。特別感謝中國(guó)海洋大學(xué)矯玉田高級(jí)工程師提供海水溫、鹽數(shù)據(jù)，以及國(guó)家海洋局第二海洋研究所金海燕研究員和郝鏘副研究員分別提供營(yíng)養(yǎng)鹽與葉綠素?cái)?shù)據(jù)。

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The spatial distribution of abundance and production of bacterioplankton in and near Chukchi Sea， Arctic Ocean

Gao Yuan1， He Jianfeng2， Chen Min1，3， Lin Ling2， Zhang Fang2

(1.CollegeofOceanandEarthSciences，XiamenUniversity，Xiamen361005，China; 2.KeyLaboratoryforPolarScience，PolarResearchInstituteofChina，StateOceanicAdministration，Shanghai200136,China; 3.StateKeylaboratoryofMarineEnvironmentalScience，XiamenUniversity，Xiamen361005,China)

The abundance and production of bacterioplankton with their correlations with environmental factors were investigated in the Chukchi Sea and its northern border areas in 2012 summer. The abundances of bacterioplankton in and near the Chukchi Sea range from 0.56×108to 6.41×108cells/dm3， with an average of 2.25×108cells/dm3. Bacterial productions are between 0.042 mg/(m3·d) (in carbon) and 1.92 mg/(m3·d) (in carbon)， with an average of 0.54 mg/(m3·d) (in carbon). These results are similar with previous studies in the Arctic Ocean. In the shelf region， the abundances and productions of bacteria are obviously higher than those in the northern border areas， but the specific bacterial production is lower. The environmental correlation analysis shows that bacterial abundance is positively correlation with temperature and Chlaconcentration (p<0.01)， indicating that both the increase of water temperature and phytoplankton biomass will enhance the growth of bacterioplankton in the Chukchi Sea which will further promote the role of bacteria in the marine ecosystem and carbon cycle. On the contrary， bacterial production has no correlation with environmental factors in the shelf region， but shows a significant positive correlation with Chlain northern border area (p<0.01)， suggesting that the growth of bacteria mainly depends on DOC released by phytoplankton in border area. The simplicity of carbon source may restrict the productivity of bacteria in the northern border area， and the DOC released from melting ice will stimulate the bacterial activity．

bacterioplankton; bacterial production; Arctic; Chukchi Sea; environmental correlation

10.3969/j.issn.0253-4193.2015.08.009

2014-11-24；

2014-12-31。

國(guó)家自然科學(xué)基金(41476168，41206189)；南北極環(huán)境考察與評(píng)估專項(xiàng)(CHINARE2011-2015)；海洋公益專項(xiàng)(201105022)。

高源(1988—)，男，山東省日照市人，博士研究生，主要從事極地海洋細(xì)菌生產(chǎn)力研究。E-mail：453357493@qq.com

*通信作者：何劍鋒，研究員，主要從事極地生態(tài)學(xué)研究。E-mail：hejianfeng@pric.org.cn

P727,Q938

A

0253-4193(2015)08-0096-09

高源，何劍鋒，陳敏，等. 北冰洋楚科奇海浮游細(xì)菌豐度和生產(chǎn)力及其分布特征[J]. 海洋學(xué)報(bào)，2015，37(8)：96—104，

Gao Yuan， He Jianfeng， Chen Min， et al. The spatial distribution of abundance and production of bacterioplankton in and near Chukchi Sea, Arctic Ocean[J]. Haiyang Xuebao，2015，37(8)：96—104， doi:10.3969/j.issn.0253-4193.2015.08.009