研究内容 预期目标 数据采集与阶段性总结: 1. 继续对水螅体可能密集区和水母灾害频发区(密集区)开展多学第 科整体调查,总计调查天数约70天。 2. 继续进行室内受控生态实验 和野外围隔实验。 2. 根据海上调查和相关实验数二 据,结合历史资料,进行阶段性综合分析和学科间整合研究。 3. 完善网站和数据平台建设。 4.对前两年研究工作进行阶段年 性总结。 5. 主办1次国际学术研讨会和召开相关研讨会。 1. 项目网站正常运行并实现前一年半的数据共享。 2. 完成除第二年夏季综合调查外所有海上调查样品分析和相关数据、包括室内实验数据的处理工作。 3. 完成阶段性研究成果总结;提出完成项目研究目标的初步框架。 4. 发表论文40篇以上。 5. 通过中期评估。 检验补充与过程研究: 1. 对水螅体密集区进行10天的补充调查;对水母灾害频发区(密第 集区)进行1个航次20天的补充调查实验;进行必要的室内受控实验和 野外围隔实验,强化有关现场和实验数据。 三 2. 围绕黄东海灾害水母的时空分布格局及变动规律、水母生活史和 生态适应策略、控制黄东海水母灾害暴发的关键环境、生物因子、以及水年 母暴发对环境的影响过程等进行多学科交叉、综合研究。 3. 召开相关研讨会。 1. 完成现场多学科综合研究数据采集和样品分析;全面完成数据汇交。 2. 查明黄东海灾害水母生态适应策略,找出控制黄东海水母暴发的关键因子,揭示水母暴发过程对化学生物环境的影响途径,初步确定其量化参数,提出建模假设。
研究内容 预期目标 机理与建模研究: 1. 围绕物理、化学和生物过程对水母暴发的调控机制、水母爆发对1. 基本认知黄东海水母灾害的 生源要素循环和食物网结构的影响暴发机理,阐明水母暴发对生态环境机制等进行研究;进行各相关过程建的影响与反馈机制。 四 模研究。 2. 建立各相关评估和预测模2. 开展1个航次20天的实验航型。 次进行模式验证与参数优化。 2. 主办1次国际学术研讨会和 年 召开相关研讨会。 第 系统集成与整合研究: 1. 围绕水母暴发与生态系统演第 变这一主线,从理化环境以及初级生次级生产和高营养层等食物网不 产、同营养阶层上对水母暴发的调控与五 反馈过程和机制进行系统集成与整合研究,探求水母暴发与生态系统演完善相关评价和 变之间的耦合机制;预测模型。 2. 召开报告会与研讨会。组织年 对课题的验收。 1.从生态系统水平上加深对我国近海水母暴发机理及生态环境效应的认识,充实、丰富我国海洋生态灾害过程和机制研究的理论体系,为科学评估水母灾害对生态安全及社会经济的影响、提高水母灾害调控和防治能力提供科学依据。 2.发表论文180篇;出版专著2部;培养研究生100名以上。全面完成项目的四个主要目标。
一、研究内容
(一)拟解决的关键科学问题
1.导致我国近海水母暴发的主要因素、关键过程和驱动机理
水母的生活史复杂,在其个体发育的不同阶段和整个种群生长过程中都会受到理化环境和生物环境诸多因素的控制,已有研究表明水母能够在动荡的生态环境中生存、发展和壮大。我们必须查明哪些环节是导致水母暴发的关键环节,哪些环境因子的改变能够促进水母种群的暴发,生态系统中促使水母暴发的关键驱动过程是哪些? 2.水母暴发对海洋生态系统的影响途径与致灾机理
水母暴发会通过多种途径对海洋环境和生态系统产生影响,阐明其影响途径与致灾机理是开展水母灾害科学评估、提出应对策略的理论基础。需要了解水母暴发会对营养盐循环和浮游植物群落产生什么影响,这种变化是否会有益于更多能量进入水母食物网循环;需要查明水母暴发对食物网不同营养层次的影响途径,量化水母数量与食物网结构变化之间的相关关系,并模拟、推算在水母数量达到何种程度时才会造成食物网的破坏,在什么情况下会危及鱼类等其它生物的生存,以及大量水母死亡后对海洋环境产生何种影响等。
3.水母灾害评估与应对策略
水母的暴发对生态系统的影响是一个量变到质变的过程,如何进行科学评估是一个非常关键的问题。在水母暴发频率和持续时间到何种程度时我国近海生态系统才会出现体制上的转变,如何评价我国近海生态系统目前的状态,能否预测水母的暴发与生态系统未来演变趋势?由水母暴发而导致的生态灾害会对近海生物资源、海洋环境、沿海经济发展和社会造成何种威胁?这种风险到底有多大,是否会酿成灾难性的后果?我们应该采取什么样的对策和措施抑制水母灾害的发生?
(二)主要研究内容:
1.水母生活史、理化环境变化对水母不同生活史阶段的调控机理
从基础生物学的角度,研究水母生活史中不同发育阶段与环境之间的关系,分析环
境调控机理。重点围绕与种群暴发有关的基础生物学问题:生长、发育、受控因素、生长模式,开展温度调控作用、饵料调控作用、与低氧关系、与敌害生物之间关系等的研究。
2.海洋环境演变和食物网变动对水母种群增长的调控作用
研究海洋环境变化,特别是富营养化与水母暴发的相关关系、影响过程与机理;研究在环境富营养化的情况下,灾害水母与其它生物之间的竞争关系、相互作用过程与途径。研究水母生长的饵料基础—浮游生物变动对水母种群生长的影响过程与机制;围绕鱼类和底栖生物对水母的捕食作用,研究对水母(水螅体、幼体)具有捕食作用的主要生物种类构成,测定捕食效率,剖析鱼类和底栖生物捕食作用对水母种群增长的调控作用。
3.水母暴发的生态环境效应与成灾机理
研究水母暴发对食物网结构与功能的影响,包括食物网的运转效率和能量流动途径;研究水母暴发后对鱼类数量的控制作用,包括食物竞争以及对鱼卵、仔稚鱼的捕食作用,对鱼类种群补充率的影响;研究水母暴发和衰亡过程对生物地球化学循环的影响及其致灾途径。
4.水母暴发对近海海洋生态系统演变的影响及应对策略
通过上述三个方面的研究,结合我国近海生态系统现状、野外考察资料分析和对整个生态系统演变趋势的理解,在查明导致水母暴发的关键过程和主要因素后,应用模型研究手段,模拟水母暴发在我国近海生态系统演变中的作用和影响,剖析水母暴发在何种程度下能够导致我国近海生态系统体制上的转变,以及体制转变后对我国资源、环境和经济、社会的影响。根据水母灾害发生的机理,提出避免或减少水母灾害的应对策略。