黃、東海微型鞭毛蟲(chóng)的生態(tài)學(xué)研究.pdf

1、微型鞭毛蟲(chóng)是海洋微食物網(wǎng)的重要組成部分，其中的自養(yǎng)類群是海洋初級(jí)生產(chǎn)的重要貢獻(xiàn)者之一，異養(yǎng)類群則是微微型浮游生物的主要攝食者，因此它們?cè)诤Ｑ笊鷳B(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本研究從2006年8月至2009年4月期間搭載了6個(gè)“我國(guó)近海生態(tài)系統(tǒng)食物產(chǎn)出的關(guān)鍵過(guò)程及其可持續(xù)機(jī)理”項(xiàng)目開(kāi)展的黃、東海調(diào)查航次，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)培養(yǎng)等手段，以典型海區(qū)的營(yíng)養(yǎng)元素更新與補(bǔ)充的生物地球化學(xué)過(guò)程、多尺度的物理過(guò)程和浮游植物初級(jí)生產(chǎn)

2、過(guò)程等研究為背景，進(jìn)行微型鞭毛蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)和功能的變化及其對(duì)關(guān)鍵物理—化學(xué)—生物過(guò)程響應(yīng)的研究。主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)2006年10月（秋季），2007年4月（春季）和2009年3月（冬季）南黃海開(kāi)展的大面調(diào)查結(jié)果顯示，三個(gè)季節(jié)調(diào)查海域微型鞭毛蟲(chóng)的平均豐度和生物量分別為1.23×103、2.27×103、1.22×103cellsml-1和12.32、20.82、14.03μμgCL-1。三個(gè)季節(jié)鞭毛蟲(chóng)數(shù)量均主要以2-5

3、μm粒級(jí)占優(yōu)，但是生物量卻是以5-10μm粒級(jí)為主，10-20μm粒級(jí)種類豐度和生物量所占比例均很低。從秋季到春季自養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)和異養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)粒級(jí)大小呈減小趨勢(shì)，自養(yǎng)類群所占比例呈現(xiàn)增大趨勢(shì)。結(jié)合本課題組于2000年6月夏季在相同海域的調(diào)查結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)南黃海微型鞭毛蟲(chóng)的分布具有顯著的單峰型季節(jié)變化特征，具體表現(xiàn)為春季微型鞭毛蟲(chóng)豐度在各季節(jié)中最高，秋季和冬季總的微型鞭毛蟲(chóng)豐度差異不大。
　　 (2)2006年11-12月（秋季

4、）和2007年2-3月（冬季）東海開(kāi)展的大面調(diào)查結(jié)果顯示，秋季東海微型鞭毛蟲(chóng)平均豐度為0.44×103cellsml-1，平均生物量為3.63μgCL-1，占東海微食物環(huán)總的碳生物量比例為25.49％;冬季微型鞭毛蟲(chóng)豐度和生物量要略高于秋季，平均豐度為0.58×103cellsml-1，平均生物量為4.50μgCL-1，所占東海微食物環(huán)總的碳生物量比例提升到28.24％。東海微型鞭毛蟲(chóng)的粒級(jí)結(jié)構(gòu)與黃海相似，兩個(gè)季節(jié)豐度均以2-5μm粒級(jí)

5、占優(yōu)，生物量則以5-10μm粒級(jí)為主。從營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)上看，兩個(gè)季節(jié)微型鞭毛蟲(chóng)均主要以異養(yǎng)型為主，秋季占總鞭毛蟲(chóng)比例為59.06％，到了冬季略微下降到54.29％。兩個(gè)海區(qū)相同季節(jié)相比，無(wú)論是豐度、生物量、自養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)所占比例，還是粒級(jí)大小，微型鞭毛蟲(chóng)在黃海均要大于東海。
　　 (3)利用相關(guān)性分析結(jié)合主成分分析的統(tǒng)計(jì)方法分析結(jié)果顯示黃海冬季，低溫和較高的上行調(diào)控作用是導(dǎo)致該季節(jié)微型鞭毛蟲(chóng)豐度為全年最低的主導(dǎo)因素。在春季，水溫對(duì)微型

6、鞭毛蟲(chóng)的影響逐步消減，此時(shí)異養(yǎng)細(xì)菌的分布決定了異養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)的分布特征，營(yíng)養(yǎng)鹽的分布則決定了自養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)的分布格局。在秋季，受到黃海底部冷水團(tuán)的影響，使得該季節(jié)微型鞭毛蟲(chóng)表底差異非常大。與黃海相比，在東海溫度對(duì)微型鞭毛蟲(chóng)的分布影響相對(duì)較小，兩個(gè)調(diào)查季節(jié)微型鞭毛蟲(chóng)的自養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)的分布主要受營(yíng)養(yǎng)鹽的影響，而異養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)則主要為食物的上行調(diào)控作用。
　　 (4)于2009年4月對(duì)黃海春季硅藻水華過(guò)程的連續(xù)監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，水華發(fā)生后

7、調(diào)查海區(qū)的微型鞭毛蟲(chóng)的豐度、粒徑組成和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了明顯的變化。水華站各采樣層（表層、葉綠素極大值層和30m層）微型鞭毛蟲(chóng)的豐度比在3月同站點(diǎn)的調(diào)查結(jié)果分別升高了1.4、1.9和1.0倍，水華水層微型鞭毛蟲(chóng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)也由異養(yǎng)型轉(zhuǎn)變?yōu)樽责B(yǎng)型，水華前后微型鞭毛蟲(chóng)雖然一直以2-5μm粒級(jí)為主，但是其粒級(jí)大小呈現(xiàn)增大趨勢(shì)。水華過(guò)程自養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)和異養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)的變化規(guī)律不同，自養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)在水華發(fā)生30h后豐度迅速增大到起始的2倍，即使在營(yíng)養(yǎng)

8、鹽匱乏的水華衰退期依舊有很高的生物量，推測(cè)可能是部分自養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)轉(zhuǎn)化為兼養(yǎng)食性;而異養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)在99h的監(jiān)測(cè)過(guò)程中豐度變化很小，僅在水華衰退后期開(kāi)始增大，意味著異養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)在水華期受到了很強(qiáng)的被捕食壓力。
　　 (5)根據(jù)前述2個(gè)東海大面調(diào)查結(jié)果，對(duì)東海不同水團(tuán)微型鞭毛蟲(chóng)分布的分析結(jié)果顯示，東海不同水團(tuán)微型鞭毛蟲(chóng)的數(shù)量分布和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)有著很大的差異。由于存在較強(qiáng)烈的中尺度鋒，故而在東海陸架混合水團(tuán)中具有最高的微型鞭毛蟲(chóng)豐度和

9、生物量分布;而位于較深水層的黑潮次表層水團(tuán)中微型鞭毛蟲(chóng)豐度和生物量最低;東海沿岸水微型鞭毛蟲(chóng)豐度和生物量略高于臺(tái)灣海峽水和黑潮表層水，但是差異并不顯著。從季節(jié)變化上看，臺(tái)灣海峽水微型鞭毛蟲(chóng)豐度秋季均值548cellsml-1，到冬季則下降到348cellsml-1，這主要是由于異養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)另一重要食物來(lái)源聚球藻冬季在臺(tái)灣海峽水團(tuán)中豐度顯著降低所致;除此之外其他水團(tuán)從秋季到冬季豐度均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，例如黑潮水系中微型鞭毛蟲(chóng)秋季均值為280

10、cellsml-1，冬季則增大到467cellsml-1，初步分析這主要是由于食物供給增大的緣故。
　　 (6)本研究在前述3個(gè)黃海航次和2006年8月長(zhǎng)江口航次開(kāi)展的異養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)現(xiàn)場(chǎng)攝食實(shí)驗(yàn)，利用熒光標(biāo)記細(xì)菌示蹤法，測(cè)定了黃海和長(zhǎng)江口異養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)對(duì)異養(yǎng)細(xì)菌的攝食率。結(jié)果顯示，上述海域異養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)對(duì)異養(yǎng)細(xì)菌的攝食率范圍為1.93-15.57HBHNFh-1，與其他海區(qū)的調(diào)查結(jié)果有很好的相比性。黃海春季異養(yǎng)鞭毛蟲(chóng)群落對(duì)異養(yǎng)細(xì)

11、菌具有最高的攝食壓力，秋季次之，冬季最低，與異養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)的豐度季節(jié)變化規(guī)律相似。異養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)對(duì)異養(yǎng)細(xì)菌的日攝食壓在春季和秋季最大都超過(guò)了細(xì)菌生產(chǎn)力100％，這一結(jié)果表明黃海異養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)對(duì)異養(yǎng)細(xì)菌具有很強(qiáng)的攝食調(diào)控能力，是異養(yǎng)細(xì)菌死亡的主要途徑。
　　 (7)利用食物泡內(nèi)含物分析法測(cè)定了南黃海冬春季（2009年3-4月）異養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)對(duì)聚球藻的攝食率，并比較了在Z11跟蹤站水華發(fā)生前后異養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)的攝食差異。結(jié)果顯示，調(diào)查

12、季節(jié)南黃海聚球藻豐度為667-22568cellsml-1，異養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)對(duì)聚球藻的攝食率為0.008-0.23cellsHNF-1h-1，30m以淺的水層異養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)攝食率要顯著高于底層的攝食率。對(duì)黃海春季水華跟蹤觀測(cè)結(jié)果顯示異養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)對(duì)聚球藻的攝食在水華不同時(shí)期有所差異，在水華發(fā)生初期變化不大，但在水華發(fā)生后30h其攝食率迅速增大，到水華衰退期達(dá)到最大值，這一變化結(jié)果導(dǎo)致異養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)每天能移除將近一半的聚球藻生產(chǎn)力，使得更多

13、的初級(jí)生產(chǎn)力流經(jīng)異養(yǎng)微型鞭毛蟲(chóng)這一環(huán)節(jié)。
　　 (8)通過(guò)5個(gè)航次的分布調(diào)查研究，本文發(fā)現(xiàn)微型鞭毛蟲(chóng)在南黃海和東海廣泛分布，且具有較高的豐度和生物量分布，兩個(gè)海區(qū)中微型鞭毛蟲(chóng)的豐度和生物量均大于微食物環(huán)另一捕食者纖毛蟲(chóng)。微型鞭毛蟲(chóng)的分布主要與溫度、營(yíng)養(yǎng)鹽以及微微型浮游生物的分布密切相關(guān)，因此黃、東海不同水團(tuán)間上述因子的改變也影響到了微型鞭毛蟲(chóng)的分布。通過(guò)對(duì)黃海春季水華的跟蹤檢測(cè)我們也發(fā)現(xiàn)微型鞭毛蟲(chóng)對(duì)環(huán)境變化有著極為迅速的響應(yīng)，自