加拿大不列颠哥伦比亚大学（UBC）地球、海洋与大气科学系团队汇集1880—2016年间258个已发表与未发表数据来源，构建了全球首个“中层浮游动物与微型游泳动物数据库”（MMMD），共收录约26.6万条定量记录、覆盖5,557个采样地点。在这一数据库中，德国HYDRO-BIOS公司的MPN多联浮游生物网（Multiple Plankton Net，即MultiNet）贡献了10,691条定量记录，其网孔55—300 µm、网口0.125、0.25、0.5与1 m²多种规格，是数据库中分层采样的代表性网具。相关成果于2025年发表于《Scientific Data》。
研究背景
中层带（200—1000 m）是地球上体量最大的生物栖息空间之一，生活着数量庞大的中型浮游动物与微型游泳动物，它们在海洋食物网中承上启下，并通过昼夜垂直迁移把表层固定的碳向下输送，是生物碳泵的关键一环。然而，中层带采样成本高、难度大，长期以来的观测多为零散的航次，数据分散在不同文献、数据库与未发表资料中，难以支撑宏观生态学分析。
更棘手的是方法学不一致：不同研究使用的网具类型、网孔尺寸、网口面积与拖网方式千差万别，而网孔大小会系统性地决定哪些体型的生物被捕获，直接影响丰度与生物量的可比性。以中层浮游动物为例，其体长约0.2—20 mm，微型游泳动物约20—200 mm，同一群落用不同网具采样，结果可能相差数倍。因此，要开展全球尺度的中层带生态研究，必须先对海量历史数据进行系统整合与标准化校准。
研究过程
数据库构建从文献检索开始，研究团队以“中层带”“垂直分布”“中层浮游动物”“中层微型游泳动物”“暮光带”“深水浮游生物”等关键词，通过Web of Science与Google Scholar检索，并纳入研究人员未发表的北太平洋与南大洋数据。除文献外，还整合了PANGAEA数据中心、COPEPOD全球浮游生物数据库、BioTIME生物多样性时间序列库与Jellyfish Initiative（JeDI）水母数据库，按深度（200—1000 m）与类群筛选出可用的定量丰度或生物量记录。
标准化的核心是消除网孔与拖网方式带来的偏差。研究者先按网孔把样品划分为等级：中层浮游动物分六档（≤100、100—200、200—250、250—350、350—500、500—1000 µm），微型游泳动物分三档（1000—3000、4500—5000、>5000 µm），并以最常用的225 µm档作为校准参考。随后选取24个类群（覆盖90%的非零丰度记录），利用线性回归依次对网孔、拖网类型与季节进行逐步校准，把不同来源的密度数据折算到统一基准上。用于比对的网具类型清单也做了标准化，HYDRO-BIOS的MPN多联浮游生物网即被单独列为一种标准网型。
图1. 德国HYDRO-BIOS公司MultiNet多联浮游生物网
图2. 中层浮游动物与微型游泳动物数据库记录的全球分布（颜色为记录数，对数标度）
图3. 数据库记录的网孔尺寸（a、b）与采样年份、时间（c、d）分布特征
实验结果
1. 数据库规模与覆盖面。 最终数据库包含约27万条记录、46个字段，来自258个数据源，时间跨度为1880—2016年，覆盖全球所有大洋与5,557个独立采样地点，是全球首个系统整合中层带浮游动物与微型游泳动物定量数据的专题数据库。
2. 主流网具构成清晰。 数据库对来源网具做了标准化归类，Juday网、多联开闭网等经典网型均有大量收录，其中MPN-HYDROBIOS多联浮游生物网贡献10,691条定量记录，并被单独列为一种标准网型；其网孔范围为55—300 µm、网口面积覆盖0.125、0.25、0.5与1 m²，是分层采集的代表性网具。
3. 数据完整性存在明显缺口。 相当一部分记录缺失关键信息：仅14.8%与17.6%的记录能分辨为白天与夜间采样，多数记录集中在1960年之后；此外，记录中普遍缺少生物体尺寸信息，而尺寸决定了摄食关系与碳输出贡献，这构成数据库应用上的一大限制。
4. 标准化校准有效压缩了方法学偏差。 以磷虾类（Euphausiacea）为示例，原始密度数据因网孔、拖网方式与季节不同而分散，经线性回归逐步校准后，对数转换后的密度分布趋于对称并聚集到同一均值附近，表明校准流程确实消除了主要的方法学差异。
研究结论
这项工作是全球中层带生态研究的一项基础性工程：它第一次把横跨一个多世纪、来源与方法各异的定量数据整合进同一框架，并通过网孔—拖网—季节的逐步校准，让原本不可比的历史丰度数据具备了横向对照的可能。数据库以开放的Excel文件形式发布（Zenodo，CC BY 4.0），并配套元数据说明与R代码，可供全球研究者持续补充与更新，从而推动对中层带生物分布与碳泵功能的宏观认识。
在本数据库贡献突出的HYDRO-BIOS MPN多联浮游生物网，是中层带分层采样的重要技术担当。该系列网具网孔覆盖55—300 µm、网口提供0.125、0.25、0.5与1 m²四种规格，正对应中层浮游动物与微型游泳动物的不同体径范围，可一次下放分层获取多个水层样品，大幅提升深层采样的效率与层间分辨率。MultiNet系列现有Mini、Midi、Maxi与Mammoth等型号，最大工作水深达6000 m，支持搭载CTD及多种传感器，并具备在线与离线两种工作模式，能够灵活适配不同深度的分层定量研究，为构建可比较、可复用的深层生态数据集提供了硬件保障。
参考文献
Egorova Y, Pakhomov EA, McIvor I, Le A, Spesivy T. Mesopelagic Mesozooplankton and Micronekton Database. Scientific Data 12: 1294 (2025). https://doi.org/10.1038/s41597-025-05638-w
相关产品链接
