南海典型海域微型鞭毛蟲(chóng)的生態(tài)學(xué)研究.pdf

1、本論文通過(guò)熒光顯微鏡技術(shù)研究我國(guó)南海典型海區(qū)(包括河口、陸架、海盆、上升流等)微型鞭毛蟲(chóng)，包括含色素微型鞭毛蟲(chóng)(PNF)和異養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)(HNF)豐度的時(shí)空變化；并通過(guò)多種現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)手段，研究南海典型海區(qū)微型鞭毛蟲(chóng)對(duì)微微型浮游生物的攝食速率和攝食壓力；同時(shí)結(jié)合其它生物參數(shù)，研究南海微食物網(wǎng)(MFW)及其內(nèi)部的碳流。研究海域包括南海北部(2004年2月和7月)、臺(tái)灣海峽南部(2004年7—8月、2005年3月、2005年7月和2006年6月

2、)、南海呂宋上升流區(qū)(2006年12月和2007年7—8月)以及南海西部上升流區(qū)(2006年12月和2007年8月)，取得的主要結(jié)果如下： 南海微型鞭毛蟲(chóng)時(shí)空分布和變化特征南海海區(qū)普遍存在PNF和HNF，微型鞭毛蟲(chóng)在各個(gè)典型海區(qū)中的變化范圍較大，微型鞭毛蟲(chóng)的豐度變化范圍為0.1～15.2×103cells/mL，PNF豐度變化范圍為0.03～8.6×103cells/mL，HNF的變化范圍為0.07～6.6×103cells/m

3、L。 珠江河口具有很高的微型鞭毛蟲(chóng)豐度，其豐度多高于104cells/mL。臺(tái)灣海峽南部上升流區(qū)微型鞭毛蟲(chóng)豐度也較高，PNF和HNF較高的豐度在各個(gè)航次中主要集中于近岸、近岸上升流區(qū)和臺(tái)灣淺灘外側(cè)上升流區(qū)。南海北部近岸海區(qū)微型鞭毛蟲(chóng)豐度與臺(tái)灣海峽非上升流期的豐度很接近，而南海陸架微型鞭毛蟲(chóng)的豐度低于南海北部近岸和臺(tái)灣海峽南部。深海區(qū)的PNF和HNF低于近岸海區(qū)，南海海盆非上升流區(qū)是南海微型鞭毛蟲(chóng)豐度最低的海區(qū)。在呂宋冷渦和南海西

4、部冷渦，較高豐度的PNF和HNF主要集中在冷渦中心及其附近?？傮w上，南海PNF和HNF顯現(xiàn)出一個(gè)沿著河口—近岸—陸架—陸坡—海盆的空間梯度逐漸遞減的趨勢(shì)。在垂直分布上，PNF和HNF在不同海區(qū)不同站點(diǎn)沒(méi)有表現(xiàn)出統(tǒng)一的規(guī)律，其與葉綠素和異養(yǎng)細(xì)菌的垂直分布具有一定的相似。 南海不同海區(qū)在冬季與夏季之間 PNF和 HNF的季節(jié)變化具有不同的趨勢(shì)。臺(tái)灣海峽南部上升流海區(qū) PNF和 HNF豐度夏季高于冬季，而且夏季 PNFHNF在最近的這

5、幾年(2004～2006)顯現(xiàn)出豐度逐漸增加的變化趨勢(shì)，PNF和 HNF隨著上升流強(qiáng)度而變化。南海北部近岸海區(qū)，微型鞭毛蟲(chóng)在冬夏之間沒(méi)有明顯的季節(jié)變化，而在南海北部外陸架海區(qū)，冬季微型鞭毛蟲(chóng)豐度略高于夏季，在陸坡海域，冬季明顯高于夏季。在呂宋上升流區(qū)，PNF和HNF的豐度在冬季也明顯高于夏季，但在南海西南部冷渦區(qū)，PNF和HNF在冬夏之間的季節(jié)變化不明顯。 季風(fēng)、上升流、沖淡水和中尺度渦等物理過(guò)程顯著影響了PNF和HNF的上述時(shí)

6、空分布變化特征。這些物理過(guò)程所導(dǎo)致水體中營(yíng)養(yǎng)鹽、浮游植物葉綠素和異養(yǎng)細(xì)菌等重要因子變化則是影響和決定鞭毛蟲(chóng)豐度變化和分布的直接原因，它們往往相互作用，共同影響南海鞭毛蟲(chóng)豐度變化和分布。 HNF對(duì)南海微微型浮游生物的攝食調(diào)控南海微型鞭毛蟲(chóng)是微微型浮游生物的最主要攝食者，其對(duì)微微型生物表現(xiàn)出很高的攝食壓力，對(duì)微微型生物起著重要的調(diào)控作用。 臺(tái)灣海峽微微型浮游植物初級(jí)生產(chǎn)力的40—100％和異養(yǎng)細(xì)菌生產(chǎn)的16—65％被微型鞭

7、毛蟲(chóng)攝食所消耗。微型鞭毛蟲(chóng)對(duì)微微型浮游植物的攝食速率和壓力高于對(duì)異養(yǎng)細(xì)菌的攝食速率和壓力。在表層微型鞭毛蟲(chóng)對(duì)微微型浮游植物的攝食壓力從近岸到離岸減少，而對(duì)異養(yǎng)細(xì)菌則顯現(xiàn)出相反的趨勢(shì)。微型鞭毛蟲(chóng)的攝食速率與微微型生產(chǎn)力和微型鞭毛蟲(chóng)數(shù)量有顯著的正相關(guān)，微微型生產(chǎn)力越高，被微型鞭毛蟲(chóng)攝食就越大，表現(xiàn)出微型鞭毛蟲(chóng)對(duì)微微型生物生長(zhǎng)的控制作用。 在臺(tái)灣海峽近岸上升流區(qū)域，微微型浮游植物表現(xiàn)出低生物量高生長(zhǎng)率的特點(diǎn)。而微型鞭毛蟲(chóng)對(duì)其具有很高的

8、攝食率和攝食壓力，可攝食浮游植物現(xiàn)存量的115～494％和初級(jí)生產(chǎn)力的88～197％。微型鞭毛蟲(chóng)的攝食率隨著微微型浮游植物生長(zhǎng)率的增加而增加，而且藻華發(fā)展期攝食率高于生長(zhǎng)率，能有效控制住微微型浮游植物的增長(zhǎng)。但微型鞭毛蟲(chóng)在藻華過(guò)程中對(duì)＜20μm總浮游植物的攝食壓力不高，并不能有效的控制＜20μm浮游植物的增長(zhǎng)。 在生物量和生產(chǎn)力較高的海域，5～20μm的微型鞭毛蟲(chóng)對(duì)微微型生物的攝食起著主要的作用，在生物量和生產(chǎn)力較低的海域，微微

9、型浮游植物絕大部分是被＜5μmHNF攝食消耗。HNF在外海的清除率比近岸站高，但總HNF對(duì)微微型生物的攝食率隨著HNF和微微型生物的生物量降低而降低。 通過(guò)熒光標(biāo)記顆粒添加的實(shí)驗(yàn)得出南海HNF攝食率較低，但其清除率卻是同類海區(qū)中較高的，顯現(xiàn)一個(gè)低攝食率高清除率的特點(diǎn)。＜5μm HNF個(gè)體對(duì)微微型浮游生物的攝食率和清除率低于5～20μm HNF，但前者類群總攝食率卻高于后者。HNF在南海對(duì)微微型浮游植物相對(duì)于對(duì)異養(yǎng)細(xì)菌具有更高的清

10、除率，表現(xiàn)出一定的攝食選擇性。但在個(gè)別站點(diǎn)，HNF的類群結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其對(duì)聚球藻具有很高的選擇性。細(xì)菌豐度和HNF類群組成是影響HNF個(gè)體對(duì)細(xì)菌的攝食率和清除率，溫度在南海不是影響HNF攝食率的主要因素，細(xì)菌豐度和HNF豐度是主要影響HNF群體總攝食率的主要因素。 南海MFW結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部的碳流途徑南海不同生態(tài)系統(tǒng)中MFW碳生物量的結(jié)構(gòu)不同，其內(nèi)部各生物類群的生物量隨著總生物量的降低而降低，但較大粒級(jí)生物所占的比例隨著總生物量的降低而顯

11、著降低，較小粒級(jí)生物的比例卻恰好相反。在近岸上升流和河口等初級(jí)生產(chǎn)力較高的海域，自養(yǎng)生物量明顯高于異養(yǎng)生物量，而在生產(chǎn)力較低的海域，異養(yǎng)生物量接近甚至略高出自養(yǎng)生物量。在近岸上升流區(qū)和河口區(qū)，浮游植物在生物量和初級(jí)生產(chǎn)力主要以微型和小型為主；臺(tái)灣淺灘和冷渦區(qū)以微型和微微型占優(yōu)勢(shì)；在外海其它海區(qū)主要以微微型為優(yōu)勢(shì)。異養(yǎng)細(xì)菌和異養(yǎng)鞭毛蟲(chóng)無(wú)論是在近岸還是外海均是異養(yǎng)生物量的最主要貢獻(xiàn)者，纖毛蟲(chóng)在南部大部分站所占的比重較低(小于10％)。

12、 臺(tái)灣海峽南部MFW內(nèi)部在生產(chǎn)力高的海域具有較高的碳流量，而在生產(chǎn)力低的海域碳流量較低。從浮游植物到浮游動(dòng)物以及從HNF到纖毛蟲(chóng)的碳流量從近岸往離岸逐漸降低，而從異養(yǎng)細(xì)菌到HNF的碳流量卻顯現(xiàn)一個(gè)從近岸到離岸增加的相反趨勢(shì)。MFW內(nèi)的碳流結(jié)果顯示了食物與捕食者之間的一個(gè)平衡關(guān)系，同時(shí)也顯示了從浮游植物到微型和小型浮游動(dòng)物是南海MFW碳流的主要途徑以及MFW在南海占據(jù)著重要的地位。 南海冬季MFW內(nèi)的碳流途徑很復(fù)雜，各粒級(jí)初級(jí)生