近年,中國(guó)科學(xué)院海洋研究所的代魯平博士,借助浮游動(dòng)物圖像掃描分析系統(tǒng)(ZooSCAN),并結(jié)合浮游動(dòng)物標(biāo)準(zhǔn)化生物量譜方法,研究了我國(guó)黃海和東海海域上層至深層(3000m)浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的時(shí)空變化,旨在為從中國(guó)近海浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)大尺度的變化研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
浮游動(dòng)物是海洋生態(tài)系統(tǒng)中重要的次級(jí)生產(chǎn)者,在海洋生態(tài)系統(tǒng)中起著承上啟下的重要作用。浮游動(dòng)物是初級(jí)生產(chǎn)向高營(yíng)養(yǎng)層次傳遞的樞紐,其種群和數(shù)量變動(dòng)會(huì)通過(guò)食物網(wǎng)的作用引起更低營(yíng)養(yǎng)級(jí)和更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的數(shù)量變動(dòng)和種類組成。同時(shí),浮游動(dòng)物在海洋生物地球化學(xué)循環(huán)中起著重要作用。
中國(guó)海具有復(fù)雜的海洋生態(tài)環(huán)境。其中,黃海受黃海冷水團(tuán)、沿岸流和黃海暖流的影響,生物多樣性較高。東海由于受到黑潮暖流、臺(tái)灣暖流等水系的影響,海洋生物區(qū)系以亞熱帶成分占優(yōu)勢(shì)。在不同水系和地形變化的共同影響和作用下,形成了我國(guó)海洋生態(tài)環(huán)境的多樣性,造就了浮游動(dòng)物多樣性的格局。
代博士基于ZooSCAN圖像分析技術(shù),針對(duì)中型浮游生物網(wǎng)網(wǎng)采樣品,對(duì)黃、東海秋季的浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,以期為我國(guó)黃、東海浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的評(píng)估奠定方法基礎(chǔ)。
于2014年10月至11月在黃海海域(121.0°-125.0°E,31.0°-38.8°N)和東海海域(120.2°-125.1°E,25.5°-30.0°N)進(jìn)行海洋上層浮游動(dòng)物采樣與調(diào)查,共設(shè)置44個(gè)海洋生物調(diào)查站位(圖1)。在每個(gè)采樣站位,用標(biāo)準(zhǔn)的中型浮游生物網(wǎng)進(jìn)行垂直拖網(wǎng)采樣。
在實(shí)驗(yàn)室中,采用浮游動(dòng)物圖像掃描分析系統(tǒng)ZooSCAN掃描采集到的浮游動(dòng)物樣品,并通過(guò)Zooprocess軟件對(duì)圖像進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化程序處理,進(jìn)而進(jìn)行樣品的種類鑒定、計(jì)數(shù)和體積生物量測(cè)定。根據(jù)浮游動(dòng)物個(gè)體體積和平均豐度,獲得浮游動(dòng)物標(biāo)準(zhǔn)化生物量譜。
1. 浮游動(dòng)物的豐度和體積生物量
調(diào)查海區(qū)浮游動(dòng)物豐度的變化范圍為571.4—65995.1 ind. m-3,平均為6988.0 ± 11008.1 ind. m-3,低值區(qū)出現(xiàn)在南黃海外海海域,高值區(qū)出現(xiàn)在東海南部海域,呈現(xiàn)南高北低的變化趨勢(shì)。
浮游動(dòng)物體積生物量的變化范圍為62.7—13050.2 mm3m-3,平均為1468.3 ± 2364.8 mm3m-3,低值區(qū)出現(xiàn)在南黃海近岸海域,高值區(qū)出現(xiàn)在東海近岸海域,亦呈現(xiàn)南高北低的變化趨勢(shì)。
2. 浮游動(dòng)物類群組成
根據(jù)ZooScan的結(jié)果,調(diào)查海區(qū)鑒定的浮游動(dòng)物共計(jì)17個(gè)類群,包括橈足類、磷蝦類、毛顎類、水母類、被囊類、介形類、端足類、腹足類、多毛類、仔稚魚、無(wú)節(jié)幼體、夜光蟲、枝角類、有孔蟲、放射蟲、魚卵類和其它浮游動(dòng)物等。在豐度方面,橈足類、夜光蟲和被囊類是三大優(yōu)勢(shì)類群,其對(duì)豐度的貢獻(xiàn)率分別為64.8%,18.8%和7.4%。在體積生物量方面,橈足類對(duì)總體積生物量的貢獻(xiàn)率最高,為26.1%;水母類次之,其貢獻(xiàn)率為21.6%;毛顎類和被囊類的貢獻(xiàn)率相當(dāng),分別為18.5%和17.2%;夜光蟲的貢獻(xiàn)率為7.3%,高于其他類群(圖4)。
3. 浮游動(dòng)物標(biāo)準(zhǔn)化生物量譜
本研究中的標(biāo)準(zhǔn)化生物量譜共包括17個(gè)粒徑級(jí),其中最小粒徑級(jí)為-7(log2mm3ind.-1),對(duì)應(yīng)于ESD為246μm的個(gè)體,最大粒徑級(jí)為8(log2mm3ind.-1),相當(dāng)于ESD為7878μm的個(gè)體(圖5)。
圖5 黃、東海浮游動(dòng)物的平均標(biāo)準(zhǔn)化生物量譜
標(biāo)準(zhǔn)化生物量譜斜率的變化范圍為-1.44—-0.36,最小值出現(xiàn)在南黃海近岸海域,最大值出現(xiàn)在南黃海外海海域。截距的變化范圍為2.25—10.04,呈現(xiàn)南高北低的特點(diǎn),東海海域的截距高于黃海海域(圖6)。
小型浮游動(dòng)物在我國(guó)黃、東海海洋生態(tài)系統(tǒng)中具有重要的生態(tài)學(xué)地位。開(kāi)展對(duì)中型浮游生物網(wǎng)樣品的研究有利于更全面地認(rèn)識(shí)黃、東海浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的特征,為我國(guó)近海浮游動(dòng)物的研究提供更為全面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
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1. 代魯平.基于圖像分析技術(shù)的浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)研究[D].中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院海洋研究所),2016.