德国GEOMAR亥姆霍兹海洋研究中心（Kiel）联合美国史密森尼国家自然历史博物馆、格罗宁根大学、蒙特雷湾水族馆研究所（MBARI）与佛得角大西洋技术大学，借助德国HYDRO-BIOS公司的MultiNet Maxi多联采样网，在佛得角群岛周边海域对浮游被囊动物——大西洋火体虫（Pyrosoma atlanticum）开展了系统调查，结合网采定量、拖曳相机原位观测与eDNA分子检测，首次量化了该物种通过昼夜垂直迁移向深层输送有机碳的通量：火体虫可将约13.3%的粪粒运出混合层，相当于1.96–64.55 mg C m-2 day-1的碳输出。相关成果于2021年发表于《Scientific Reports》。
研究背景
胶质浮游动物对全球碳循环的贡献正被日益重视，但这一庞杂类群中许多物种的生态角色仍不清楚，大西洋火体虫便是其中之一。火体虫是会发光的群体性被囊动物，以大量个体聚集成空心圆柱状群体，在东热带北大西洋时常形成暴发。它们白天沉入中层、夜间上浮至表层觅食，若能把表层摄食形成的粪粒带到深层，就会成为连接初级生产与深海碳汇的“生物碳泵”活跃环节；然而要定量评估这一过程，必须同时掌握它们的丰度、垂直分布与迁移幅度，这对采样技术提出了很高要求。
传统单网垂直拖网只能给出整个水柱的混合样品，无法分辨火体虫昼夜间在不同水层的分布，也难以精确计算各层生物量。MultiNet多联采样网一次下放即可按预设水深依次开启多个网袋，分层获取样品，配合电子流量计精确定量滤水体积，从而为估算各水层的火体虫丰度与加权平均深度（WMD）提供可靠基础。研究还同步使用拖曳相机平台PELAGIOS记录原位影像，与网采数据互为补充。
研究过程
调查依托2018年2月14日至3月1日（POS520航次）和2019年2月4日至24日（POS532航次）的两航次“波塞冬号”（R/V Poseidon）科考，站位位于佛得角群岛周边，涵盖岛链迎风侧的佛得角海洋观测站（CVOO）、两个气旋式涡旋核心，以及圣安唐岛与福古岛背风侧的近岸和离岸站位；多数站位进行了昼夜两次采样。
火体虫的垂直分布与丰度采用两种方法测定。第一，使用德国HYDRO-BIOS公司的MultiNet Maxi多联采样网进行倾斜分层拖网，该网网口面积0.5 m²、网孔2 mm，配备九个可关闭网袋与电子流量计，拖曳速度约2节，据此采集不同水层的火体虫群体，并测量其体长、体宽与湿重，进而以各层湿重和中层深度计算加权平均深度。第二，使用拖曳相机平台PELAGIOS进行阶梯式走航，按约0.51 m s-1的航速获得水平与垂直视频断面，并用蒙特雷湾水族馆研究所开发的VARS系统进行视频标注；2018年在福古站和涡旋站把相机安装于多联网上（构成MuViNet），以线性模型比对视频计数与网采结果。此外，2019年在涡旋站（400、600、1000、1900、2200、2500 m）和CVOO站（1000、1300、1900、2500 m）用CTD玫瑰采水器的10 L Niskin瓶采集eDNA样品，每个深度设三个平行，经0.22 µm滤膜过滤后−80 ℃保存用于火体虫条形码检测。
图1. 德国HYDRO-BIOS公司MultiNet Maxi多联浮游生物采样网
图2. 多联网与PELAGIOS在圣安唐、福古及两个气旋式涡旋站位记录的火体虫垂直分布（2018年左、2019年右）
实验结果
1. 昼夜垂直迁移显著。 火体虫白天分布于混合层（约100 m）之下，夜间大部分群体迁移至表层，平均迁移距离达313 m，白天加权平均深度约359 m、夜间约46 m；其白天分布恰好与300–400 m的缺氧区（OMZ）核心重合。
2. 表层生产力驱动丰度。 P. atlanticum 除2018年CVOO站外几乎在所有站位出现。统计模型显示，丰度与叶绿素a浓度正相关、与表层温度负相关，说明岛屿与涡旋引起的上升流带来的高生产力为火体虫暴发创造了条件。夜间最高密度达1.61 colonies m-3，高于地中海、塔斯曼海与2018年俄勒冈外海的报道，但低于刚果河口与2017年俄勒冈外海。
3. 昼夜迁移实现显著的碳输出。 夜间混合层内粪粒产量估计为2018年14.75–295.51 mg C m-2 day-1、2019年19.12–485.57 mg C m-2 day-1；黎明下沉时约13.3%的粪粒被带出混合层，对应1.96–64.55 mg C m-2 day-1的碳通量。垂死群体平均还向碳通量贡献15.09 ± 17.89 mg C m-2。
4. 记录到极深的火体虫分布。 PELAGIOS在2018年圣安唐离岸夜站观测到7个群体出现在1300–2500 m深处，是迄今中层水域最深的火体虫记录之一；这些个体形态弯曲甚至近球形，呈半透明粉紫色，与典型圆柱形群体明显不同。
图3. 佛得角群岛周边火体虫碳沉降量分布（JAGO载人潜器与OFOS拖曳平台观测）
研究结论
该研究证明，佛得角群岛周边的上升流与涡旋带来的高生产力是火体虫暴发的主要驱动力，而火体虫通过昼夜垂直迁移把表层粪粒携带至混合层以下，构成一条不可忽视的碳输出通道；同时，eDNA检测在迁移范围之下也探测到火体虫遗传物质，提示其生态影响可延伸至上层水体之外。研究强调，原位影像观测与网采取样的相互印证，是厘清胶质浮游动物生态功能的关键。
德国HYDRO-BIOS公司的MultiNet Maxi多联采样网在本研究中提供了定量化的分层生物量与深度数据，其0.5 m²网口、2 mm网孔与九个可关闭网袋的组合，使研究团队能够在一次倾斜拖网中同时获取多个水层的火体虫样品，配合电子流量计准确换算滤水体积，成为估算夜间生物量与碳通量、计算加权平均深度的数据基础；它也作为MuViNet的载体，支撑了视频计数与网采结果的标定。MultiNet系列可选Mini、Midi、Maxi与Mammoth等规格，网数、网孔与网口可按需配置，最大工作水深6000 m，并支持加装CTD及荧光、浊度等传感器，是胶质浮游动物与生物碳泵研究的可靠采样平台。
参考文献
Stenvers, V. I., Hauss, H., Osborn, K. J., Neitzel, P., Merten, V., Scheer, S., Robison, B. H., Freitas, R., Hoving, H. J. T. Distribution, associations and role in the biological carbon pump of Pyrosoma atlanticum (Tunicata, Thaliacea) off Cabo Verde, NE Atlantic. Scientific Reports 11: 9231 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-88208-5
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