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随着沿海经济的发展,人类活动如海水养殖、围填海、陆源排污和核电站热污染等对海湾环境的影响日益严重。海洋浮游动物是食物链中重要的次级生产者,在海洋生态系统物质循环和能量流动中起着至关重要的作用。浮游动物种类繁多,分布广泛,繁殖力强且世代交替短,活动能力弱,在短时间内进行的生物反应能够放大微妙的环境变化,可作为环境变化的重要指示生物。以往我国海湾浮游动物的研究,多集中在群落结构、分布格局、关键种的生活史以及种群动态变化与物理环境之间的耦合关系上。虽然海洋生态系统功能很大程度上取决于物种多样性和群落结构,但更为重要的是要确定生态系统结构和功能的主要贡献者。大亚湾海域物种和生境的多样性导致只采用优势种或关键种难以模拟食物网结构和功能。因此,本文根据现场调查和历史资料,分析大亚湾浮游动物功能群时空变化,利用野外调查和室内分子技术实验分析浮游动物不同功能群的摄食多样性,结合环境因子探讨影响大亚湾浮游动物功能群及其摄食多样性的时空变化主要因素,,旨在为大亚湾生态系统功能中营养传递与食物产出关键过程提供基础数据,为预测环境变化对海湾浮游食物网结构和营养关系的影响提供基础资料。本文的主要研究结果如下:
(1)大亚湾环境因子变化
大亚湾环境因子季节变化明显:温度在春夏季较高,秋冬季较低,核电站附近海域的温度明显高于其它区域;盐度在春夏季较低于秋冬季的,主要受降雨影响;叶绿素a浓度春季显著高于其它季节,主要高值区出现在大鹏澳和澳头等养殖海域。
近30年来大亚湾表层和底层叶绿素a浓度持续增加,主要是在湾内的养殖区。浮游植物以硅藻为主,甲藻次之。
(2)大亚湾浮游动物功能群的时空变化
根据大亚湾浮游动物组成划分为六个功能群:大型浮游甲壳动物GC,大型桡足类LC,小型桡足类、枝角类SC,毛颚类Chaetognaths,水母类Medusae,海樽类Salps。
大亚湾的浮游动物功能群存在显著的季节和空间的变化。夏季大亚湾高温种SC功能群鸟喙尖头溞(Peniliaavirostris)为优势种。秋季大型桡足类LC优势种小长腹剑水蚤(Oithonanana),红纺锤水蚤(Acartiaerythraea)数量增加。夏季浮游动物生物量最高,秋季和春季相对较低。小型桡足类SC功能群强额孔雀哲水蚤(Pavocalanuscrassirostris)为周年性优势种。大亚湾胶质类的浮游动物(水母类和海樽类)呈上升趋势。
根据浮游动物丰度将大亚湾划分为三个区域:核电站温排水影响区(DNPP)、网箱养殖区(MCCA)和受污染较小或未受污染的区域(UPW),MCCA的浮游动物相对于其它两个区域的特征是体现在高丰度,低生物量,优势种单一,浮游被囊类的住囊虫数量增多。
近20年来大亚湾浮游动物小型化、胶质化现象严重,小型化主要出现在核电站温排水影响区,胶质化主要在海水养殖区域。浮游动物生物量(干重)降低,优势种群组成结构单一化。大亚湾浮游动物暖水性物种如鸟喙尖头溞占有优势的季节时序发生改变,时间从夏季延长到春季和秋季,浮游动物丰度还以非胶质类浮游动物类群占主要优势,但胶质类浮游动物占比升高。
(3)大亚湾浮游动物主要功能群摄食的时空变化
高通量检测结果显示浮游动物摄食食谱广泛,摄食种类远超于环境本地物种数。在检测中鉴定到大量透明胶质水母和不含叶绿素的真菌与原生动物。水母在肉食性、杂食性浮游动物摄食中占有重要地位,杂食性浮游动物在变暖的环境中更倾向摄食浮游植物。
大亚湾浮游动物被囊类偏好在高温高盐区或网箱养殖区域摄食,在受径流输入、生活和工业污染的区域,栉水母占比高;夏季湾口浮游动物食物主要在低温低盐区获取;湾内浮游动物食物主要在高温低盐区;冬季湾内浮游动物摄食叶绿素和硝酸根浓度高的区域的食物;湾口浮游动物主要摄食温度高的区域的食物。
大亚湾冬季湾外海水带来丰富的浮游动物饵料,夏季湾内人类活动影响使得浮游动物食物多样性升高。自然环境变化使浮游动物种类交替明显,冬季浮游动物体长较长;人类活动导致的高营养与热辐射是导致浮游动物体长变短,是浮游动物小型化的重要原因之一。
(1)大亚湾环境因子变化
大亚湾环境因子季节变化明显:温度在春夏季较高,秋冬季较低,核电站附近海域的温度明显高于其它区域;盐度在春夏季较低于秋冬季的,主要受降雨影响;叶绿素a浓度春季显著高于其它季节,主要高值区出现在大鹏澳和澳头等养殖海域。
近30年来大亚湾表层和底层叶绿素a浓度持续增加,主要是在湾内的养殖区。浮游植物以硅藻为主,甲藻次之。
(2)大亚湾浮游动物功能群的时空变化
根据大亚湾浮游动物组成划分为六个功能群:大型浮游甲壳动物GC,大型桡足类LC,小型桡足类、枝角类SC,毛颚类Chaetognaths,水母类Medusae,海樽类Salps。
大亚湾的浮游动物功能群存在显著的季节和空间的变化。夏季大亚湾高温种SC功能群鸟喙尖头溞(Peniliaavirostris)为优势种。秋季大型桡足类LC优势种小长腹剑水蚤(Oithonanana),红纺锤水蚤(Acartiaerythraea)数量增加。夏季浮游动物生物量最高,秋季和春季相对较低。小型桡足类SC功能群强额孔雀哲水蚤(Pavocalanuscrassirostris)为周年性优势种。大亚湾胶质类的浮游动物(水母类和海樽类)呈上升趋势。
根据浮游动物丰度将大亚湾划分为三个区域:核电站温排水影响区(DNPP)、网箱养殖区(MCCA)和受污染较小或未受污染的区域(UPW),MCCA的浮游动物相对于其它两个区域的特征是体现在高丰度,低生物量,优势种单一,浮游被囊类的住囊虫数量增多。
近20年来大亚湾浮游动物小型化、胶质化现象严重,小型化主要出现在核电站温排水影响区,胶质化主要在海水养殖区域。浮游动物生物量(干重)降低,优势种群组成结构单一化。大亚湾浮游动物暖水性物种如鸟喙尖头溞占有优势的季节时序发生改变,时间从夏季延长到春季和秋季,浮游动物丰度还以非胶质类浮游动物类群占主要优势,但胶质类浮游动物占比升高。
(3)大亚湾浮游动物主要功能群摄食的时空变化
高通量检测结果显示浮游动物摄食食谱广泛,摄食种类远超于环境本地物种数。在检测中鉴定到大量透明胶质水母和不含叶绿素的真菌与原生动物。水母在肉食性、杂食性浮游动物摄食中占有重要地位,杂食性浮游动物在变暖的环境中更倾向摄食浮游植物。
大亚湾浮游动物被囊类偏好在高温高盐区或网箱养殖区域摄食,在受径流输入、生活和工业污染的区域,栉水母占比高;夏季湾口浮游动物食物主要在低温低盐区获取;湾内浮游动物食物主要在高温低盐区;冬季湾内浮游动物摄食叶绿素和硝酸根浓度高的区域的食物;湾口浮游动物主要摄食温度高的区域的食物。
大亚湾冬季湾外海水带来丰富的浮游动物饵料,夏季湾内人类活动影响使得浮游动物食物多样性升高。自然环境变化使浮游动物种类交替明显,冬季浮游动物体长较长;人类活动导致的高营养与热辐射是导致浮游动物体长变短,是浮游动物小型化的重要原因之一。