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Megabenthic standing stocks and organic carbon demand in a warming Arctic
Progress in Oceanography ( IF 3.8 ) Pub Date : 2021-06-02 , DOI: 10.1016/j.pocean.2021.102616
Mikołaj Mazurkiewicz , Kirstin Meyer-Kaiser , Andrew K. Sweetman , Paul E. Renaud , Maria Włodarska–Kowalczuk

Benthic megafauna (organisms large enough to be visible on seabed photographs) are regarded as important for carbon cycling in benthic habitats. They are a food source for many predators like fish and marine mammals and may stimulate carbon mineralization in sediment by bioturbation. However, few studies address these basic characteristics of megabenthos quantitatively. This study quantifies the spatial variability in standing stock (biomass) and functioning (secondary production, respiration and carbon demand) of benthic megafauna in fjords and on the continental shelf of Svalbard. Organisms were measured from sea bottom images to assess their biomass using length-weight relationships and volumetric methods, then respiration and production were estimated with empirical artificial neural network models. Significantly higher standing stock, secondary production, respiration, and carbon demand were found in fjords categorized as ‘cold’ (as defined by water temperature, prevailing water masses and ice-cover) than in the ‘warm’ ones. Cold fjords were dominated by Echinodermata, while in warm fjords Crustacea prevailed. All megafaunal community parameters were negatively correlated with bottom temperature. It was not possible to assess specific direct impacts of temperature, and indirect effects may be more relevant to our findings. These include temperature-driven changes in primary production, ice cover and ice-algae production or predation pressure from carnivores expanding their ranges northward. The progression of climate warming may affect megafaunal communities by reducing their biomass, production, and carbon demand and have profound effects on ecosystem functioning.



中文翻译:

北极变暖中的巨型底栖动物存量和有机碳需求

底栖巨型动物(大到可以在海底照片上看到的生物)被认为对底栖栖息地的碳循环很重要。它们是鱼类和海洋哺乳动物等许多捕食者的食物来源,并且可能通过生物扰动刺激沉积物中的碳矿化。然而,很少有研究定量地解决巨型底栖动物的这些基本特征。本研究量化了峡湾和斯瓦尔巴群岛大陆架底栖巨型动物的常备存量(生物量)和功能(二次生产、呼吸和碳需求)的空间变异性。使用长度-重量关系和体积方法从海底图像测量生物以评估其生物量,然后使用经验人工神经网络模型估计呼吸和生产。常备库存显着增加,在被归类为“冷”(由水温、盛行水团和冰盖来定义)的峡湾中发现了二次生产、呼吸作用和碳需求,而不是在“暖”峡湾中。寒冷的峡湾以棘皮动物为主,而在温暖的峡湾中,甲壳纲占优势。所有巨型动物群落参数都与底部温度呈负相关。无法评估温度的具体直接影响,间接影响可能与我们的发现更相关。这些包括初级生产、冰盖和冰藻生产的温度驱动变化或食肉动物向北扩展其活动范围的捕食压力。气候变暖的进展可能会通过减少巨型动物群落的生物量、产量和碳需求来影响它们,并对生态系统功能产生深远的影响。在被归类为“冷”(由水温、盛行水团和冰盖定义)的峡湾中发现了呼吸作用和碳需求,而不是在“暖”峡湾中。寒冷的峡湾以棘皮动物为主,而在温暖的峡湾中,甲壳纲占优势。所有巨型动物群落参数都与底部温度呈负相关。无法评估温度的具体直接影响,间接影响可能与我们的发现更相关。这些包括初级生产、冰盖和冰藻生产的温度驱动变化或食肉动物向北扩展其活动范围的捕食压力。气候变暖的进展可能会通过减少巨型动物群落的生物量、产量和碳需求来影响它们,并对生态系统功能产生深远的影响。在被归类为“冷”(由水温、盛行水团和冰盖定义)的峡湾中发现了呼吸作用和碳需求,而不是在“暖”峡湾中。寒冷的峡湾以棘皮动物为主,而在温暖的峡湾中,甲壳纲占优势。所有巨型动物群落参数都与底部温度呈负相关。无法评估温度的具体直接影响,间接影响可能与我们的发现更相关。这些包括初级生产、冰盖和冰藻生产的温度驱动变化或食肉动物向北扩展其活动范围的捕食压力。气候变暖的进展可能会通过减少巨型动物群落的生物量、产量和碳需求来影响它们,并对生态系统功能产生深远的影响。在被归类为“冷”(由水温、盛行水团和冰盖来定义)的峡湾中发现了碳需求,而不是“暖”峡湾。寒冷的峡湾以棘皮动物为主,而在温暖的峡湾中,甲壳纲占优势。所有巨型动物群落参数都与底部温度呈负相关。无法评估温度的具体直接影响,间接影响可能与我们的发现更相关。这些包括初级生产、冰盖和冰藻生产的温度驱动变化或食肉动物向北扩展其活动范围的捕食压力。气候变暖的进展可能会通过减少巨型动物群落的生物量、产量和碳需求来影响它们,并对生态系统功能产生深远的影响。在被归类为“冷”(由水温、盛行水团和冰盖来定义)的峡湾中发现了碳需求,而不是“暖”峡湾。寒冷的峡湾以棘皮动物为主,而在温暖的峡湾中,甲壳纲占优势。所有巨型动物群落参数都与底部温度呈负相关。无法评估温度的具体直接影响,间接影响可能与我们的发现更相关。这些包括初级生产、冰盖和冰藻生产的温度驱动变化或食肉动物向北扩展其活动范围的捕食压力。气候变暖的进展可能会通过减少巨型动物群落的生物量、产量和碳需求来影响它们,并对生态系统功能产生深远的影响。

更新日期:2021-06-07
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