中国近海水母暴发的关键过程、机理及生态环境效应(4)

2019-01-27 17:07

3.水母暴发对浮游植物群落结构的影响和控制

研究水母暴发和死亡过程对浮游植物种类、类群和粒级组成与结构的影响,探讨水母暴发中后期对微型浮游动物对浮游植物摄取压力的变化,研究水母暴发对超微型浮游植物重要类群的影响,探讨其对初级生产力的调控作用。 4.重要浮游植物对营养盐结构变动的生理生态学响应

研究黄东海水母高发区典型与优势浮游植物对营养盐结构(不同形态和比例)变动的生理生态学响应(生长、光合与营养盐转运与同化等),研究典型与优势浮游植物对营养盐吸收与代谢的酶学机制,探讨浮游植物优势甲藻和硅藻更替的分子机制。

经费比例:9.1%

承担单位:厦门大学、中国科学院海洋研究所、暨南大学 课题负责人:黄邦钦

学术骨干:孙晓霞、欧林坚、陈纪新、林丽贞

课题4 浮游动物功能群演变与水母暴发的相互作用 预期目标:

从浮游动物作为水母的饵料基础角度出发,研究水母数量变化与其他浮游动物群落结构之间的相互作用关系,查明黄东海浮游动物功能群组成、分布格局与演变特点,量化浮游动物不同功能群对灾害水母的营养贡献,确定浮游动物功能群演变对海洋食物网结构与功能的影响,了解水母暴发过程中浮游动物功能群的演替过程,揭示浮游动物功能群的演变对水母种群增长的饵料调控与反馈机制。 研究内容:

1.浮游动物群落演替过程及其对环境变化的响应

研究浮游动物群落结构和生物量水平的时空变化格局,查明水母高发区浮游动物主要功能群组成特点及变动规律,研究环境(水团、低氧等)变化和浮游植物群落演替对浮游动物功能群粒级组成、相对丰度的影响,探讨环境变化对水母营养基础的影响。

2.浮游动物功能群对灾害水母的营养贡献

现场和实验室受控条件下,研究水母捕食浮游动物的种类选择性、摄食压力

以及摄食过程中对不同浮游动物功能群生长状况的影响;通过肠道内含物和生物标志物分析,查明自然环境中灾害水母饵料组成和营养需求;综合分析浮游动物功能群演变对灾害水母暴发的饵料调控机理。 3.水母数量变化对浮游动物群落结构的影响

在浮游动物功能群时空变化的基础上,结合不同种类灾害性水母的地理分布规律和年际变化特征,研究水母数量变化对浮游动物功能群组成、丰度和时空变化格局的影响。调查水母暴发过程中浮游动物组成及数量的变化特点,分析水母暴发对功能群演替的影响。

4.浮游动物功能群演替对食物网结构与功能的影响

系统研究浮游动物功能群的饵料组成、摄食率以及生态转换效率,确定不同功能群在海洋食物网能流过程中的功能作用;查明浮游动物功能群对浮游植物演变的响应与反馈、浮游动物功能群演变对高营养层鱼类等的影响,分析浮游动物功能群演替对食物网能流途径及效率的影响以及与水母增多的关系。

经费比例:8.7%

承担单位:中国科学院海洋研究所、厦门大学 课题负责人:李超伦

学术骨干:张光涛、徐奎栋、左涛、郭东晖

课题5 鱼类和底栖生物与灾害水母数量变动的相互关系 预期目标:

针对“渔业生物-水母种群数量变动相互作用”这一关键科学问题,结合历史资料及海上调查,研究黄东海水母暴发水域的鱼类和底栖生物功能群组成、分布格局、演变特点;通过受控水体试验,量化鱼类和底栖生物关键功能群与灾害水母不同发育阶段的食物关系;阐明鱼类和底栖生物关键功能群动态变化对灾害水母暴发的生态响应和反馈机制;评估水母暴发对近海生态系统生产和服务功能的影响,为理解黄东海水母暴发关键生物学过程、生态效应提供理论依据。 研究内容:

1.水母暴发水域,鱼类和底栖生物功能群的时空分布

通过历史资料分析和海上调查,在分析近几十年来黄东海主要灾害水母(如沙海蜇、海月水母、霞水母)的数量变动及时空分布的基础上,研究水母暴发水域的鱼类和底栖生物功能群组成、分布格局及其动态,阐明鱼类、底栖生物种类组成、种群数量与灾害水母时空分布的关系。

2.鱼类和底栖生物关键功能群与灾害水母不同发育阶段的食物关系

开展受控水体实验,定量研究鱼类和底栖生物关键功能群与主要灾害水母的食物关系,包括鱼类对水母蝶状幼体、底栖生物对水母螅状幼体和幼水母的捕食,及水母对鱼卵、仔稚鱼的捕食,并且分析影响上述食物关系的重要生态因子。 3.鱼类和底栖生物关键功能群对灾害水母暴发的生态响应和反馈机制

研究水母暴发和消亡过程中,鱼类和底栖生物关键功能群组成、分布格局演变过程;确定鱼类和底栖生物关键功能群对灾害水母暴发的生态响应模式;探讨两者对灾害水母暴发过程的反馈机制;评估灾害水母的暴发对近海生态系统生产和服务功能的影响。

经费比例:10.7%

承担单位:中国水产科学院黄海水产研究所、中国科学院海洋研究所 课题负责人:庄志猛

学术骨干:窦硕增、陈四清、朱玲、李新正

课题6 水母灾害暴发机制与生态效应的模型研究 预期目标:

以数学模型研究水母个体发育、种群动态的时空变化及暴发主要机制,探讨水母暴发引起的环境、生态系统结构变化和可能的灾害,为水母暴发引起生态系统变化趋势预测和次生灾害防治提供基础。 研究内容:

1.水母关键种生活史模型研究

在实验生态学和现场观测基础上,建立水母关键种的生长发育不同阶段与水温、盐度、溶解氧、饵料丰度及种群结构关系的生活史模型。 2.基于水母关键种个体发育的种群动力学模型研究

建立基于水母个体发育规律的、与三维水动力模型耦合的水母种群动力学模型(IBM-Jelly),探讨关键区域(长江口外、苏北浅滩、黄海冷水团)物理环境变化对水母生活史关键发育期种群动态的影响,以海州湾、长江口、济州岛南部为水母无性繁殖起点,模拟可能的水母发育、迁移规律,给出水母生物量空间分布的季节变化。

3.三维水母-浮游食物网生态系统动力学模型研究

建立水母与浮游食物网耦合的三维生态系统动力学模型,模拟水母生物量和海洋生态环境季节、年际/年代际变化,定量阐明气候变化(温度、ENSO、PDO 等)对水母生态环境演变的影响,探讨浮游生物群落结构、低氧环境、营养盐结构及物理环境变化对水母暴发的影响;通过数值实验,研究水母暴发可能引起的环境和浮游生物群落结构等变化。

经费比例:9.1%

承担单位:天津科技大学、国家海洋局海洋环境预报中心 课题负责人:魏皓

学术骨干:刘桂梅、刘文岭、李秀梅、李燕

四、年度计划

研究内容 预期目标 数据采集与数据平台建设: 1. 系统收集、研究历史资料和已有成果;在充分研讨的基础上,各课题根据项目的科学问题提出自己的理论假设和实验设计。 2.选择水螅体可能密集区(长江第 口至南黄海)开展1个专项航次调查,主要目的是研究其水螅体的栖息调查 地环境背景及水螅体分布情况,时间约20天;针对水母灾害频发区作为重点研究海区,进行一 (密集区)4-5月份和8-9月份2个航次多学科 整体调查,总计调查天数约50天,春季航次主要是研究其发生机理,夏对生年 季航次主要是研究其成体分布、态系统的影响以及次生灾害的问题。 3. 进行室内受控生态实验和野外围隔实验。 4. 实施项目管理、信息网站和数据共享平台建设。 5. 召开相关研讨会。 1. 明确现场调查和现场及陆基实验的具体实施方案。 2. 基本完成历史资料的整理和初步分析。 3. 完成水螅体可能密集区和水母灾害频发区首年度综合调查现场数据采集和水螅体栖息地调查航次和春季水母灾害频发区调查航次样品分析和数据处理工作。 4. 完成项目网站和数据平台框架建设。实现水螅体栖息地调查航次和春季水母灾害频发区调查航次数据、资料的网上共享。


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