近年,中國科學(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(ZooSCAN),并結合浮游動(dòng)物標準化生物量譜方法,研究了我國黃海和東海海域上層至深層(3000m)浮游動(dòng)物群落結構的時(shí)空變化,旨在為從中國近海浮游動(dòng)物群落結構大尺度的變化研究提供基礎數據。
浮游動(dòng)物是海洋生態(tài)系統中重要的次級生產(chǎn)者,在海洋生態(tài)系統中起著(zhù)承上啟下的重要作用。浮游動(dòng)物是初級生產(chǎn)向高營(yíng)養層次傳遞的樞紐,其種群和數量變動(dòng)會(huì )通過(guò)食物網(wǎng)的作用引起更低營(yíng)養級和更高營(yíng)養級的數量變動(dòng)和種類(lèi)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(zhù)重要作用。
中國海具有復雜的海洋生態(tài)環(huán)境。其中,黃海受黃海冷水團、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、臺灣暖流等水系的影響,海洋生物區系以亞熱帶成分占優(yōu)勢。在不同水系和地形變化的共同影響和作用下,形成了我國海洋生態(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),針對中型浮游生物網(wǎng)網(wǎng)采樣品,對黃、東海秋季的浮游動(dòng)物群落結構進(jìn)行了研究,以期為我國黃、東海浮游動(dòng)物群落結構的評估奠定方法基礎。
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)物采樣與調查,共設置44個(gè)海洋生物調查站位(圖1)。在每個(gè)采樣站位,用標準的中型浮游生物網(wǎng)進(jìn)行垂直拖網(wǎng)采樣。
在實(shí)驗室中,采用浮游動(dòng)物圖像掃描分析系統ZooSCAN掃描采集到的浮游動(dòng)物樣品,并通過(guò)Zooprocess軟件對圖像進(jìn)行標準化程序處理,進(jìn)而進(jìn)行樣品的種類(lèi)鑒定、計數和體積生物量測定。根據浮游動(dòng)物個(gè)體體積和平均豐度,獲得浮游動(dòng)物標準化生物量譜。
1. 浮游動(dòng)物的豐度和體積生物量
調查海區浮游動(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,低值區出現在南黃海外海海域,高值區出現在東海南部海域,呈現南高北低的變化趨勢。
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,低值區出現在南黃海近岸海域,高值區出現在東海近岸海域,亦呈現南高北低的變化趨勢。
2. 浮游動(dòng)物類(lèi)群組成
根據ZooScan的結果,調查海區鑒定的浮游動(dòng)物共計17個(gè)類(lèi)群,包括橈足類(lèi)、磷蝦類(lèi)、毛顎類(lèi)、水母類(lèi)、被囊類(lèi)、介形類(lèi)、端足類(lèi)、腹足類(lèi)、多毛類(lèi)、仔稚魚(yú)、無(wú)節幼體、夜光蟲(chóng)、枝角類(lèi)、有孔蟲(chóng)、放射蟲(chóng)、魚(yú)卵類(lèi)和其它浮游動(dòng)物等。在豐度方面,橈足類(lèi)、夜光蟲(chóng)和被囊類(lèi)是三大優(yōu)勢類(lèi)群,其對豐度的貢獻率分別為64.8%,18.8%和7.4%。在體積生物量方面,橈足類(lèi)對總體積生物量的貢獻率最高,為26.1%;水母類(lèi)次之,其貢獻率為21.6%;毛顎類(lèi)和被囊類(lèi)的貢獻率相當,分別為18.5%和17.2%;夜光蟲(chóng)的貢獻率為7.3%,高于其他類(lèi)群(圖4)。
3. 浮游動(dòng)物標準化生物量譜
本研究中的標準化生物量譜共包括17個(gè)粒徑級,其中最小粒徑級為-7(log2mm3ind.-1),對應于ESD為246μm的個(gè)體,最大粒徑級為8(log2mm3ind.-1),相當于ESD為7878μm的個(gè)體(圖5)。
圖5 黃、東海浮游動(dòng)物的平均標準化生物量譜
標準化生物量譜斜率的變化范圍為-1.44—-0.36,最小值出現在南黃海近岸海域,最大值出現在南黃海外海海域。截距的變化范圍為2.25—10.04,呈現南高北低的特點(diǎn),東海海域的截距高于黃海海域(圖6)。
小型浮游動(dòng)物在我國黃、東海海洋生態(tài)系統中具有重要的生態(tài)學(xué)地位。開(kāi)展對中型浮游生物網(wǎng)樣品的研究有利于更全面地認識黃、東海浮游動(dòng)物群落結構的特征,為我國近海浮游動(dòng)物的研究提供更為全面的基礎數據。
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1. 代魯平.基于圖像分析技術(shù)的浮游動(dòng)物群落結構研究[D].中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院海洋研究所),2016.