过去二十年全球浮游植物分类群的卫星观测,Global Change Biology

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过去二十年全球浮游植物分类群的卫星观测
Global Change Biology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2023-05-25 , DOI: 10.1111/gcb.16766
Zhenghao Li ₁ , Deyong Sun _{1,

2} , Shengqiang Wang _{1,

2,

3} , Yu Huan ₁ , Hailong Zhang _{1,

2} , Jianqiang Liu _{2,

4} , Yijun He _{1,

2}

Affiliation

海洋浮游植物为海洋生物链提供燃料，决定碳固存水平，对全球碳循环和气候变化至关重要。在本研究中，我们利用新开发的遥感模型展示了近两个十年（2002年至2022年）全球浮游植物丰度的时空分布，作为主要浮游植物分类群（PTG）的代表。在全球范围内，六种主要的 PTG，即叶绿藻（约 26%）、硅藻（约 24%）、附着藻（约 15%）、隐藻（约 10%）、蓝细菌（约 8%）和甲藻（约 3%），解释了浮游植物组合的大部分变异（~86%）。在空间上，硅藻通常主宰高纬度、边缘海和沿海上升流区，而叶绿藻和固定藻则控制公海。卫星观测揭示了主要海洋中 PTG 的多年趋势，表明浮游植物群落的总生物量或组成大致“不变”。综合来看，“变化”状态适用于短期（季节）时间尺度：（1）PTG波动在不同次区域表现出不同的幅度，并且有一个普遍规律：北半球和极地海洋的振动比其他区域更强烈；(2)在全球范围内，硅藻和附着植物比其他PTGs差异更大。这些发现提供了全球浮游植物群落组成的清晰图景，可以提高我们对其状态的了解以及对海洋生物过程的进一步分析。表明浮游植物群落的总生物量或组成大致“不变”的条件。综合来看，“变化”状态适用于短期（季节）时间尺度：（1）PTG波动在不同次区域表现出不同的幅度，并且有一个普遍规律：北半球和极地海洋的振动比其他区域更强烈；(2)在全球范围内，硅藻和附着植物比其他PTGs差异更大。这些发现提供了全球浮游植物群落组成的清晰图景，可以提高我们对其状态的了解以及对海洋生物过程的进一步分析。表明浮游植物群落的总生物量或组成大致“不变”的条件。综合来看，“变化”状态适用于短期（季节）时间尺度：（1）PTG波动在不同次区域表现出不同的幅度，并且有一个普遍规律：北半球和极地海洋的振动比其他区域更强烈；(2)在全球范围内，硅藻和附着植物比其他PTGs差异更大。这些发现提供了全球浮游植物群落组成的清晰图景，可以提高我们对其状态的了解以及对海洋生物过程的进一步分析。加上一般规则——北半球和极地海洋的振动比其他区域更强烈；(2)在全球范围内，硅藻和附着植物比其他PTGs差异更大。这些发现提供了全球浮游植物群落组成的清晰图景，可以提高我们对其状态的了解以及对海洋生物过程的进一步分析。加上一般规则——北半球和极地海洋的振动比其他区域更强烈；(2)在全球范围内，硅藻和附着植物比其他PTGs差异更大。这些发现提供了全球浮游植物群落组成的清晰图景，可以提高我们对其状态的了解以及对海洋生物过程的进一步分析。

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A global satellite observation of phytoplankton taxonomic groups over the past two decades

Marine phytoplankton fuel the oceanic biotic chain, determine the carbon sequestration levels, and are crucial for the global carbon cycle and climate change. In the present study, we show a near-two-decadal (2002–2022) spatiotemporal distribution of global phytoplankton abundance, proxy as dominant phytoplankton taxonomic groups (PTGs), with a newly developed remote sensing model. Globally, six chief PTGs, namely chlorophytes (~26%), diatoms (~24%), haptophytes (~15%), cryptophytes (~10%), cyanobacteria (~8%), and dinoflagellates (~3%), explain most of the variation (~86%) in phytoplankton assemblages. Spatially, diatoms generally dominate high latitudes, marginal seas, and coastal upwelling zones, whereas chlorophytes and haptophytes control the open oceans. Satellite observations reveal a gentle multi-annual trend of the PTGs in the major oceans, indicative of roughly “unchanged” conditions on the total biomass or compositions of the phytoplankton community. Jointly, “changed” status applies to a short-term (seasonal) timescale: (1) Fluctuations of PTGs exhibit different amplitudes among different subregions, together with a general rule-more intense vibration in the Northern Hemisphere and polar oceans than other zones; (2) diatoms and haptophytes vary more dramatically than other PTGs in a global-scale scope. These findings provide a clear picture of the global phytoplankton community composition and can improve our understanding of their state and further analysis of marine biological processes.

更新日期：2023-05-25

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