胶州湾毛颚类生态学研究

根据2006年9月—2007年8月胶州湾浅水Ⅰ型浮游生物网的调查资料,分析了胶州湾毛颚类的种类组成、数量分布、摄食、生物量、生产力情况。结果表明,本次调查共出现毛颚类3种:强壮箭虫(Sagitta crassa)、拿卡箭虫(Sagitta nagae)和百陶箭虫(Sagitta bedoti)。其中强壮箭虫全年出现,在数量上占有绝对优势,年平均密度达到45.3ind/m3;拿卡箭虫和百陶箭虫在秋、冬、春季出现,年平均密度分别为0.17ind/m3和0.35ind/m3。通过推算得到胶州湾毛颚类年平均生物量为107.92mg/m2,年平均生产力为1.47mgC/(m2·d),占浮游动物总生产力的11.6%。毛颚类对浮游动物生物量和生产力的摄食压力在冬季达到全年最大值,分别为5.71%和83.47%,在春季、夏季、秋季毛颚类对浮游动物生物量的摄食压力分别为0.67%、0.08%、6.48%,对生产力的摄食压力分别为27.00%、2.48%和48.88%。由此可见,在冬季毛颚类的摄食对浮游动物群落结构等可能会产生重要影响。

开展近海生态系统长期观测 引领海洋生态系统健康研究

中国科学院胶州湾海洋生态系统定位研究站基于长期观测与系统研究,揭示了中国近海关键种——中华哲水蚤的度夏机制;在国际上,率先提出浮游动物功能群概念;阐明了全球变化影响下胶州湾生态系统的长期演变过程与机制;揭示了中国近海水母灾害暴发的关键过程、机理及生态环境效应;揭示了黄海绿潮成因,提出了黄海绿潮规模的预测思路和方法,形成系统化的防控应对策略;揭示了我国近海海水与关键海洋生物体内微塑料特征;研发了近海生态系统健康与承载力评估系统。相关研究在国内外产生了重要影响,为我国近海生态系统健康、生态环境保护、生物资源可持续发展提供了坚实的理论基础和科技支撑。

2002年1月份南极普里兹湾海域南极磷虾(Euphausia superba Dana)的丰度和种群结构研究

对2002年1月份在南极普里兹湾海域三条断面(68.5°E、70.5°E和73°E)用IKMT网采集的幼体后期南极磷虾(E.superba)的水平分布和种群结构进行了研究。南极磷虾主要位于64°S以南的海域,64°S以北磷虾数量很少。南极磷虾的平均丰度和生物量分别为68.85 ind.1 000 m-3和24.16 g.1 000 m-3,丰度和生物量最高的4个站位均位于深海区。调查海域内南极磷虾的体长范围在30—53 mm之间(N=1 758),平均体长为38.45±3.68 mm(SD)。南极磷虾的雌性比例接近1∶1,雌体占47.6%(次成体31.9%;成体5.7%),雄体占46.6%(次成体42.7%;成体3.9%),未成体占5.8%。南极磷虾种群结构存在地域差异,调查海域西部未成体比例较高、雄体发育状态较低,而东部情况相反;70.5°E和73°E的站位磷虾种群结构存在纬度差异,高纬度区域磷虾体长较短,雌雄比例较高;低纬度区域体长较长,雌雄比例较低。

2003年夏季西北冰洋浮游动物群落结构和地理分布研究

根据西北冰洋43个调查站位的浮游动物种类组成和数量资料,分析了浮游动物的群落结构和地理分布特征,探讨了浮游动物群落与环境因子的关系。结果表明,在调查区域存在三种不同的浮游动物群落类型:楚科奇海台和加拿大海盆地区的高纬度深海群落;楚科奇海中部的陆架群落;阿拉斯加沿岸和楚科奇海北部的沿岸过渡群落。深海群落浮游动物数量较少,种类组成上以桡足类占绝对优势。优势种主要是长腹剑水蚤(Oithonaspp.)、小厚壳水蚤(Scolethricella minor)、极北哲水蚤(Calanus hyperboreus)和细长长腹水蚤(Metridia longa)。陆架群落最主要的优势种依次是藤壶腺介幼体、北极哲水蚤(Calanus glacialis)和纽氏伪哲水蚤(Pseudocalanus newmani)。过渡群落最主要的优势种依次是纽氏伪哲水蚤、藤壶无节幼体和长纺锤水蚤(Acartia longire-mis)。藤壶腺介幼体成为全部三个群落的优势类群,平均密度在陆架群落最高,达到573.2个/m3。深海群落栖息环境的特征是低温、低叶绿素,陆架群落主要分布在高温、低叶绿素的楚科奇海中部以及少数低温、高叶绿素的站位,过渡群落包括了上述三种栖息环境。其结果说明西北冰洋的浮游动物群落结构存在显著的地理差异,但是在楚科奇海等浅水区域其种类组成和丰度受到环境和种群补充时间差异等多方面的影响。楚科奇海浮游动物群落结构与以前研究相比存在显著差异,主要与采样方法有关,并非食物网结构发生显著变化。

夏季南大洋南极大磷虾种群分布、结构及生长研究

利用2007/2008年和2008/2009年南极夏季高速采集器和IKMT网走航采样样品,结合同步环境调查资料,研究了南极大磷虾(Euphausia superba)的水平分布、生长状况及种群结构。结果表明,南极大磷虾在威德尔海域丰度高于普里兹湾海域,两个海域的磷虾丰度都低于历史同期。从两个年度南极考察的整个调查海区来看,南极大磷虾处于正常生长状态,但也存在个别生长状况较差站位,推测与海冰回退时间较晚或叶绿素浓度较低有关。利用高速采集器采集的大磷虾样品,在海冰边缘区域站位,未成体磷虾占有很大比例;而在海冰已经消退较长时间的海域,成体磷虾占比例较大,这反映了大磷虾未成体与成体不同的分布特征。南极大磷虾在不同海域种群结构存在一定的差异,对种群补充产生一定的影响。

南黄海梭形纽鳃樽昼夜垂直移动的初步研究

本文对2006年12月、2007年5月和6月在南黄海两个连续站S1-4和S3-3采集的梭形纽鳃樽的昼夜垂直移动进行了研究。结果表明,在不同季节不同海域该种昼夜垂直移动行为略有差异。在S1-4站位,12月份梭形纽鳃樽复体从未到达底层(50—70m),在0—50m的水层中表现出不规则的昼夜垂直移动。从中午(12:00)到傍晚(18:00)主要分布在表层,之后移动到较深的水层(10—30m),而单体由于数量较少而未进行昼夜垂直移动分析;5、6月份,该种单体和复体都出现了明显的反向昼夜垂直移动,即白天迁移到表层,夜间向底层迁移,5月份尤为明显。在S3-3站位,12月份和5月份梭形纽鳃樽的单体和复体几乎在整个水层都有分布。12月份梭形纽鳃樽复体在夜间有向下移动的趋势,在06:00时到达最底层,白天主要分布在20m以上的水层中。5月份梭形纽鳃樽单体和复体昼夜垂直移动不明显,但主要分布在10—20m的水层中。

环境中微塑料研究进展与展望

环境微塑料污染正成为整个地球表层生态系统最严重的威胁之一,受到世界多国政府的严重关切和科技界多学科的广泛研究.本文从地球科学、化学、生物学、管理学等多学科角度,系统综述了水、土、气、沉积物、生物等环境介质中微塑料的丰度分布和来源、分离与分析方法、陆海空迁移与预测、表面变化与吸附特征、生物吸收积累与生态风险、食物链传递与健康风险、降解与削减等方面的国内外研究进展,并展望了环境微塑料未来研究方向与关键科学问题,旨在促进环境微塑料污染的研究与治理.

南极夏季南设得兰岛海域浮游动物群落垂直分布

浮游动物群落结构的垂直分布研究可以更好地了解其在海洋食物网物质能量循环中的作用。基于2012年1月中国第28次南极考察期间在西南极南设得兰岛海域4个站位Multinet网(200μm,0.5 m2)采集的浮游动物样品资料,运用多元统计方法对浮游动物群落垂直结构及与环境因子关系进行了分析,结果显示:浮游动物可划分为3个群落,群落1由采自上层水体(0—200 m)的样品组成,此群落平均丰度为31 782.02个·1 000 m-3,优势种为桡足类Oithona similis,Ctenocalanus citer,Oncaea curvata,Calanoides acutus,Calanus propinquus及南极大磷虾原蚤状幼体CⅠ-Ⅲ期个体;群落2主要由采自中层水(200—1 000 m)的样品构成,群落平均丰度为22 325.59个·1 000 m-3,其指示物种主要包括桡足类O.curvata,O.similis,Oithona frigida,C.citer,Aetideopsis minor,Bathycalanus bradyi,C.acutus,C.propinquus,Metridia gerlachei,介形类Alacia spp.及箭虫Eukrohnia hamata;群落3由采自较深层水(1 000—2 000 m)的样品组成,群落平均丰度为989.27个·1 000 m-3,其指示种为深水桡足类Bathycalanus bradyi。Bio-Env分析显示叶绿素a和盐度分别是对群落聚类起关键影响的单因子,水深、盐度和叶绿素a的组合则最好地解释了群落的划分。

南极夏季普里兹湾磷虾幼体及纽鳃樽的丰度和分布特征

根据2002年及2006年南大洋普里兹湾浮游动物和环境调查资料,对普里兹湾磷虾幼体及被囊类纽鳃樽的分布和丰度进行了初步研究。结果表明,陆架以北深海水域(水深>1000m)磷虾幼体主要由长臂樱磷虾Thysanoessa macrura和大磷虾Euphausia superba组成,其中长臂樱磷虾幼体的分布范围更广、丰度更高。2006年与2002年相比海冰回退时间早,测区海水的平均温度和叶绿素a浓度较高,大磷虾及长臂樱磷虾幼体的丰度相对更大,成熟度更高。近岸区域磷虾幼体主要由晶磷虾Euphausia crystallorophias组成,在2002年近岸冰情严重时丰度较小,仅为95.6尾/1000m3,2006年近岸出现冰间湖时,晶磷虾幼体丰度高达43966.6尾/1000m3,主要以无节幼体及原蚤状幼体CI期为主。测区纽鳃樽Salpa thompsoni丰度很低,2002年仅在最北部1个站位出现,密度为10个/1000m3,2006年在陆坡及陆架坡折3个站位出现,平均丰度为146.7个/1000m3。海冰消融时间、冰间湖、饵料浓度等环境因子对普里兹湾磷虾幼体及纽鳃樽的分布和丰度产生重要影响。

2012年夏季西北冰洋浮游动物群落特征

北冰洋夏季海冰覆盖面积在2012年达到低值。为了了解海冰变化对浮游动物群落的影响,利用夏季西北冰洋22个站位的网采样品,通过种类组成和丰度研究了群落的类型、结构和地理分布,探讨了其分布特征与环境因子的关系。根据记录到的54种(类)浮游动物,21个站位可以划分成在地理上基本隔离的三个浮游动物群落:楚科奇海南部群落,藤壶幼体数量占优,站位丰度百分比在56.6%—79.8%之间,桡足类次之(18.0%—42.2%),同时还含有少量的白令海种类;楚科奇海中北部群落以广布性桡足类占绝对优势(62.3%—96.8%),藤壶幼体次之(0—30.9%);深海群落浮游动物的丰度极低,组成上以桡足类为主(71.6%—89.8%),且多数是体型较大极地种。楚科奇海陆坡边缘的M06站丰度较高但是种类组成与深海站位相似,没有归入任何群落。两个浅水群落优势种都是北极哲水蚤(Calanus glacialis)、伪哲水蚤类(Pseudocalanus spp.)、圆胃住囊虫(Oikopleur vanhoffeni)以及藤壶幼体(Barnacle larva),但优势度各异。深海群落优势种较多,北极哲水蚤(Calanus glacialis)、极北哲水蚤(Calanus hyperboreus)、细长长腹水蚤(Metridia longa)以及北极拟真刺水蚤(Paraeuchaeta glacialis)等体型较大的桡足类优势度较高,体型较小的矮小微哲水蚤(Microcalanus pygmaeus)、长腹剑水蚤(Oithona similis)优势度相对较低。与群落类型按维度和深度的变化趋势一致,统计分析显示表层温度和表层盐度是最重要的影响因子。与海冰覆盖面积较高的2003年相比,群落类型和地理分布没有显著变化,但是楚科奇海浮游动物丰度增加了1—2倍,深海群落丰度降低而组成上大型种类比例升高。

2012年马卡诺夫海盆与楚科奇深海平原浮游动物夏季的垂直分布及地理差异

利用2012年9月1—6日采自马卡诺夫海盆3个站位和楚科奇深海平原1个站位的分层浮游动物样品,研究了浮游动物在0—1 000 m水层的垂直分布以及地理差异。结果表明,浮游动物在上层分布密集而在深层比较稀少。4个站位在0—50 m、50—100 m和100—200 m水层的平均丰度分别为265.0、360.7和231.2 ind·m-3,而在200—500 m和500—1 000 m的丰度只有64.4和36.9 ind·m^(-3)。在数量上占优势的种类中,植食性为主的拟长腹剑水蚤(Oithona similis)、北极哲水蚤(Calanus glacialis)和极北哲水蚤(Calanus hyperboreus)集中在200 m以浅的水层。虽然在200 m以下杂食性种类矮小微哲水蚤(Microcalanus pygmaeus)、隆剑水蚤(Oncaea spp.)和细长长腹水蚤(Metridia longa)的丰度明显降低,但是占浮游动物总丰度的比例却明显更高。两个调查海区浮游动物种类组成相似,但是楚科奇深海平原大型桡足类极北哲水蚤的丰度较高,而小型桡足类丰度较低。垂直分布上差异主要在于500—1 000 m水层,马卡诺夫海盆站位丰度为22.7—92.6 ind·m-3,而楚科奇深海平原只有1.6 ind·m^(-3)。深海区浮游动物丰度的地理差异说明生物泵的作用存在空间异质性。类似地理差异产生的原因在于楚科奇深海平原存在数量较多的极北哲水蚤,它们在春季融冰前就上升到表层摄食冰藻,显著降低了有机物的垂直通量。

黄海海域中华假磷虾的种群特征和分布及其与环境因子的关系

为了解中华假磷虾在南黄海的种群分布、体长变化及其与环境因子的关系，采用现场调查采样、镜检和相关性分析等方法，对2006年9月、12月和2007年3月、5月南黄海中华假磷虾的种群分布和体长分布进行了调查研究。结果表明，中华假磷虾主要分布海域的海水温度为15～25℃，其种群分布与海水温度紧密相关。温度和叶绿素n浓度是主要环境影响因子。5月份的丰度最高，平均值为0．585个／m3，分布中心值为9．200个／m3；丰度分布与叶绿素a浓度呈极显著正相关，这说明成体在春季偏向于集中分布在食物比较丰富的海域进行繁殖。5月和9月的雌雄性比达到了1．3以上，明显高于3月和12月。中华假磷虾成体全长为4～14mm，体长和全长有着很好的线性关系。5月和9月的体长比（体长／全长）系数高于3月和12月，且体长分布频率显示种群由不同体长组的新老成体共同组成，春夏季是南黄海中华假磷虾的种群补充增长期。