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文檔簡介
1、微型鞭毛蟲是海洋微食物網(wǎng)的重要組成部分,其中的自養(yǎng)類群是海洋初級生產(chǎn)的重要貢獻(xiàn)者之一,異養(yǎng)類群則是微微型浮游生物的主要攝食者,因此它們在海洋生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和物質(zhì)循環(huán)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本研究從2006年8月至2009年4月期間搭載了6個“我國近海生態(tài)系統(tǒng)食物產(chǎn)出的關(guān)鍵過程及其可持續(xù)機(jī)理”項(xiàng)目開展的黃、東海調(diào)查航次,通過現(xiàn)場調(diào)查、現(xiàn)場培養(yǎng)等手段,以典型海區(qū)的營養(yǎng)元素更新與補(bǔ)充的生物地球化學(xué)過程、多尺度的物理過程和浮游植物初級生產(chǎn)
2、過程等研究為背景,進(jìn)行微型鞭毛蟲群落結(jié)構(gòu)和功能的變化及其對關(guān)鍵物理—化學(xué)—生物過程響應(yīng)的研究。主要研究結(jié)果如下:
(1)2006年10月(秋季),2007年4月(春季)和2009年3月(冬季)南黃海開展的大面調(diào)查結(jié)果顯示,三個季節(jié)調(diào)查海域微型鞭毛蟲的平均豐度和生物量分別為1.23×103、2.27×103、1.22×103cellsml-1和12.32、20.82、14.03μμgCL-1。三個季節(jié)鞭毛蟲數(shù)量均主要以2-5
3、μm粒級占優(yōu),但是生物量卻是以5-10μm粒級為主,10-20μm粒級種類豐度和生物量所占比例均很低。從秋季到春季自養(yǎng)微型鞭毛蟲和異養(yǎng)微型鞭毛蟲粒級大小呈減小趨勢,自養(yǎng)類群所占比例呈現(xiàn)增大趨勢。結(jié)合本課題組于2000年6月夏季在相同海域的調(diào)查結(jié)果,可以發(fā)現(xiàn)南黃海微型鞭毛蟲的分布具有顯著的單峰型季節(jié)變化特征,具體表現(xiàn)為春季微型鞭毛蟲豐度在各季節(jié)中最高,秋季和冬季總的微型鞭毛蟲豐度差異不大。
(2)2006年11-12月(秋季
4、)和2007年2-3月(冬季)東海開展的大面調(diào)查結(jié)果顯示,秋季東海微型鞭毛蟲平均豐度為0.44×103cellsml-1,平均生物量為3.63μgCL-1,占東海微食物環(huán)總的碳生物量比例為25.49%;冬季微型鞭毛蟲豐度和生物量要略高于秋季,平均豐度為0.58×103cellsml-1,平均生物量為4.50μgCL-1,所占東海微食物環(huán)總的碳生物量比例提升到28.24%。東海微型鞭毛蟲的粒級結(jié)構(gòu)與黃海相似,兩個季節(jié)豐度均以2-5μm粒級
5、占優(yōu),生物量則以5-10μm粒級為主。從營養(yǎng)結(jié)構(gòu)上看,兩個季節(jié)微型鞭毛蟲均主要以異養(yǎng)型為主,秋季占總鞭毛蟲比例為59.06%,到了冬季略微下降到54.29%。兩個海區(qū)相同季節(jié)相比,無論是豐度、生物量、自養(yǎng)微型鞭毛蟲所占比例,還是粒級大小,微型鞭毛蟲在黃海均要大于東海。
(3)利用相關(guān)性分析結(jié)合主成分分析的統(tǒng)計方法分析結(jié)果顯示黃海冬季,低溫和較高的上行調(diào)控作用是導(dǎo)致該季節(jié)微型鞭毛蟲豐度為全年最低的主導(dǎo)因素。在春季,水溫對微型
6、鞭毛蟲的影響逐步消減,此時異養(yǎng)細(xì)菌的分布決定了異養(yǎng)微型鞭毛蟲的分布特征,營養(yǎng)鹽的分布則決定了自養(yǎng)微型鞭毛蟲的分布格局。在秋季,受到黃海底部冷水團(tuán)的影響,使得該季節(jié)微型鞭毛蟲表底差異非常大。與黃海相比,在東海溫度對微型鞭毛蟲的分布影響相對較小,兩個調(diào)查季節(jié)微型鞭毛蟲的自養(yǎng)微型鞭毛蟲的分布主要受營養(yǎng)鹽的影響,而異養(yǎng)微型鞭毛蟲則主要為食物的上行調(diào)控作用。
(4)于2009年4月對黃海春季硅藻水華過程的連續(xù)監(jiān)測結(jié)果顯示,水華發(fā)生后
7、調(diào)查海區(qū)的微型鞭毛蟲的豐度、粒徑組成和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了明顯的變化。水華站各采樣層(表層、葉綠素極大值層和30m層)微型鞭毛蟲的豐度比在3月同站點(diǎn)的調(diào)查結(jié)果分別升高了1.4、1.9和1.0倍,水華水層微型鞭毛蟲的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)也由異養(yǎng)型轉(zhuǎn)變?yōu)樽责B(yǎng)型,水華前后微型鞭毛蟲雖然一直以2-5μm粒級為主,但是其粒級大小呈現(xiàn)增大趨勢。水華過程自養(yǎng)微型鞭毛蟲和異養(yǎng)微型鞭毛蟲的變化規(guī)律不同,自養(yǎng)微型鞭毛蟲在水華發(fā)生30h后豐度迅速增大到起始的2倍,即使在營養(yǎng)
8、鹽匱乏的水華衰退期依舊有很高的生物量,推測可能是部分自養(yǎng)微型鞭毛蟲轉(zhuǎn)化為兼養(yǎng)食性;而異養(yǎng)微型鞭毛蟲在99h的監(jiān)測過程中豐度變化很小,僅在水華衰退后期開始增大,意味著異養(yǎng)微型鞭毛蟲在水華期受到了很強(qiáng)的被捕食壓力。
(5)根據(jù)前述2個東海大面調(diào)查結(jié)果,對東海不同水團(tuán)微型鞭毛蟲分布的分析結(jié)果顯示,東海不同水團(tuán)微型鞭毛蟲的數(shù)量分布和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)有著很大的差異。由于存在較強(qiáng)烈的中尺度鋒,故而在東海陸架混合水團(tuán)中具有最高的微型鞭毛蟲豐度和
9、生物量分布;而位于較深水層的黑潮次表層水團(tuán)中微型鞭毛蟲豐度和生物量最低;東海沿岸水微型鞭毛蟲豐度和生物量略高于臺灣海峽水和黑潮表層水,但是差異并不顯著。從季節(jié)變化上看,臺灣海峽水微型鞭毛蟲豐度秋季均值548cellsml-1,到冬季則下降到348cellsml-1,這主要是由于異養(yǎng)微型鞭毛蟲另一重要食物來源聚球藻冬季在臺灣海峽水團(tuán)中豐度顯著降低所致;除此之外其他水團(tuán)從秋季到冬季豐度均呈現(xiàn)增加趨勢,例如黑潮水系中微型鞭毛蟲秋季均值為280
10、cellsml-1,冬季則增大到467cellsml-1,初步分析這主要是由于食物供給增大的緣故。
(6)本研究在前述3個黃海航次和2006年8月長江口航次開展的異養(yǎng)微型鞭毛蟲現(xiàn)場攝食實(shí)驗(yàn),利用熒光標(biāo)記細(xì)菌示蹤法,測定了黃海和長江口異養(yǎng)微型鞭毛蟲對異養(yǎng)細(xì)菌的攝食率。結(jié)果顯示,上述海域異養(yǎng)微型鞭毛蟲對異養(yǎng)細(xì)菌的攝食率范圍為1.93-15.57HBHNFh-1,與其他海區(qū)的調(diào)查結(jié)果有很好的相比性。黃海春季異養(yǎng)鞭毛蟲群落對異養(yǎng)細(xì)
11、菌具有最高的攝食壓力,秋季次之,冬季最低,與異養(yǎng)微型鞭毛蟲的豐度季節(jié)變化規(guī)律相似。異養(yǎng)微型鞭毛蟲對異養(yǎng)細(xì)菌的日攝食壓在春季和秋季最大都超過了細(xì)菌生產(chǎn)力100%,這一結(jié)果表明黃海異養(yǎng)微型鞭毛蟲對異養(yǎng)細(xì)菌具有很強(qiáng)的攝食調(diào)控能力,是異養(yǎng)細(xì)菌死亡的主要途徑。
(7)利用食物泡內(nèi)含物分析法測定了南黃海冬春季(2009年3-4月)異養(yǎng)微型鞭毛蟲對聚球藻的攝食率,并比較了在Z11跟蹤站水華發(fā)生前后異養(yǎng)微型鞭毛蟲的攝食差異。結(jié)果顯示,調(diào)查
12、季節(jié)南黃海聚球藻豐度為667-22568cellsml-1,異養(yǎng)微型鞭毛蟲對聚球藻的攝食率為0.008-0.23cellsHNF-1h-1,30m以淺的水層異養(yǎng)微型鞭毛蟲攝食率要顯著高于底層的攝食率。對黃海春季水華跟蹤觀測結(jié)果顯示異養(yǎng)微型鞭毛蟲對聚球藻的攝食在水華不同時期有所差異,在水華發(fā)生初期變化不大,但在水華發(fā)生后30h其攝食率迅速增大,到水華衰退期達(dá)到最大值,這一變化結(jié)果導(dǎo)致異養(yǎng)微型鞭毛蟲每天能移除將近一半的聚球藻生產(chǎn)力,使得更多
13、的初級生產(chǎn)力流經(jīng)異養(yǎng)微型鞭毛蟲這一環(huán)節(jié)。
(8)通過5個航次的分布調(diào)查研究,本文發(fā)現(xiàn)微型鞭毛蟲在南黃海和東海廣泛分布,且具有較高的豐度和生物量分布,兩個海區(qū)中微型鞭毛蟲的豐度和生物量均大于微食物環(huán)另一捕食者纖毛蟲。微型鞭毛蟲的分布主要與溫度、營養(yǎng)鹽以及微微型浮游生物的分布密切相關(guān),因此黃、東海不同水團(tuán)間上述因子的改變也影響到了微型鞭毛蟲的分布。通過對黃海春季水華的跟蹤檢測我們也發(fā)現(xiàn)微型鞭毛蟲對環(huán)境變化有著極為迅速的響應(yīng),自
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