喬治淺灘和緬因灣環(huán)境對浮游動物橈足類生活史特征形成的選擇效應(yīng).pdf

1、喬治淺灘和緬因灣的橈足類生活史特征是在長期的進(jìn)化過程中被自然環(huán)境所選擇并與其生活環(huán)境相適應(yīng)的。本文基于IBM模型分三部分討論了喬治淺灘和緬因灣環(huán)境對橈足類生活史特征的選擇作用。
　　 第一部分應(yīng)用橈足類普適公式構(gòu)造橈足類普適種模型，模型中加入遺傳算法，基因為普適公式中的特定參數(shù)。模型初始場采用隨機(jī)基因取值以構(gòu)造原始狀態(tài)物種所具有的各種基因組合。模型環(huán)境為實測資料固定點氣候態(tài)平均的表層溫度和葉綠素a時間序列，模型運行時間為50年，

2、無年際變化。模型輸出結(jié)果表明，喬治淺灘和緬因灣豐度居前十的種某幾個種在繁殖策略、豐度達(dá)最大值的時間、冷暖特性以及成體質(zhì)量方面與當(dāng)?shù)貙嶋H種Calanus finmarchicus、Pseudocalanus、Centropages typicus和Centropages hamatus符合的較好。對豐度居前十的種的多維尺度法和聚類法研究表明，繁殖策略是對物種進(jìn)行分組的根本依據(jù)。對于采取自由產(chǎn)卵策略的種，喬治淺灘和緬因灣環(huán)境均選擇以Pseu

3、docalanus為代表的小個體冷水種；對于采取母體攜帶卵策略的種，喬治淺灘環(huán)境選擇以(Calanus finmarchicus為代表的大個體冷水種，而緬因灣環(huán)境選擇以Centropages(Centropages typicus和Centropages hamatus)為代表的中等個體暖水種。加入種的基因突變后，輸出結(jié)果過于單一化，模型有待于進(jìn)一步改進(jìn)。
　　 第二部分應(yīng)用基于(Centropages typicus和Cent

4、ropages hamatus的IBM模型，加入遺傳算法，討論喬治淺灘和緬因灣環(huán)境對同屬的這兩個種休眠卵策略的選擇。三個休眠卵策略選擇基因為休眠季節(jié)restsea、休眠概率restpro與休眠總時間restdur，模型運行環(huán)境仍為實測資料固定點氣候態(tài)平均的表層溫度和葉綠素a時間序列，環(huán)境無年際變化，模型運行10年達(dá)到穩(wěn)定輸出狀態(tài)。模型輸出結(jié)果表明，兩個種不論采取休眠卵策略與否，緬因灣環(huán)境都不適于其生存和發(fā)展。在喬治淺灘環(huán)境，休眠卵策略成

5、為Centropages hamatus生存的必要；而(Centropagestypicus沒有休眠卵策略也能存活。在加入休眠卵策略能量消耗的情況下，Centropages typicus放棄選擇休眠卵策略，而Centropages hamatus仍然選擇休眠卵策略以存活。Centropages hamatus選擇春季進(jìn)入休眠期，休眠時間為1至2個月，即選擇冷季節(jié)休眠，所以溫度是誘導(dǎo)其產(chǎn)休眠卵的主要因子。模型結(jié)果還表明，由于(Centr

6、opages typicus繁殖率是Centropages hamatus的一倍，所以(Centropages typicus的基底死亡率遠(yuǎn)高于Centropages hamatus。這也是Centropages hamatus選擇休眠卵策略，而Centropages typicus放棄休眠卵策略的根本原因。
　　 第一和第二部分的研究發(fā)現(xiàn)死亡率對橈足類進(jìn)化過程有著重要意義，因此第三部分研究喬治淺灘和緬因灣主要環(huán)境因子，對該地區(qū)

7、的主要種Pseudocalanus、Centropages typicus和Centropages hamatus死亡率的影響，環(huán)境因子包括溫度、鹽度、葉綠素a、觀測水深、C5和成體總豐度以及可能的橈足類捕食者豐度。種的豐度以及環(huán)境因子數(shù)據(jù)來源于MARMAP-ECOMON調(diào)查資料，種的死亡率為垂直生命表法計算的C5/Adult死亡率，廣義相加模型用于分析喬治淺灘和緬因灣三個種死亡率與環(huán)境因子的作用關(guān)系。模型分析結(jié)果表明，溫度和食物是喬治

8、淺灘和緬因灣三個種死亡率的最重要的影響因子。在喬治淺灘和緬因灣，食物是Pseudocalanus死亡率最重要的影響因子，溫度其次；溫度是(Centropages typicus死亡率最重要的影響因子，食物其次。在緬因灣，Centropages hamatus死亡率的最重要影響因子為溫度和Euphausiacea捕食；在喬治淺灘，Centropages hamatus死亡率的影響因子較復(fù)雜，包括C5和成體總豐度、溫度、食物等，但后者由于種

9、的C5和成體豐度比在上半年存在波動，因此Centropages hamatus死亡率計算可能違反垂直生命表法的前提假設(shè)。研究還表明，在緬因灣，Euphausiacea是一個非常重要的捕食者，Euphausiacea捕食作用對緬因灣三個種死亡率均有一定貢獻(xiàn)。氣候態(tài)平均死亡率與主控環(huán)境影響因子的實際空間分布形態(tài)符合的較好，從而驗證了廣義相加模型的結(jié)論。
　　 本文研究成果的科學(xué)意義為：第一次系統(tǒng)的研究了喬治淺灘和緬因灣環(huán)境對橈足類進(jìn)