近年,中國科學院海洋研究所的代魯平博士,借助浮游動物圖像掃描分析系統(tǒng)(ZooSCAN),并結(jié)合浮游動物標準化生物量譜方法,研究了我國黃海和東海海域上層至深層(3000m)浮游動物群落結(jié)構(gòu)的時空變化,旨在為從中國近海浮游動物群落結(jié)構(gòu)大尺度的變化研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
浮游動物是海洋生態(tài)系統(tǒng)中重要的次級生產(chǎn)者,在海洋生態(tài)系統(tǒng)中起著承上啟下的重要作用。浮游動物是初級生產(chǎn)向高營養(yǎng)層次傳遞的樞紐,其種群和數(shù)量變動會通過食物網(wǎng)的作用引起更低營養(yǎng)級和更高營養(yǎng)級的數(shù)量變動和種類組成。同時,浮游動物在海洋生物地球化學循環(huán)中起著重要作用。
中國海具有復雜的海洋生態(tài)環(huán)境。其中,黃海受黃海冷水團、沿岸流和黃海暖流的影響,生物多樣性較高。東海由于受到黑潮暖流、臺灣暖流等水系的影響,海洋生物區(qū)系以亞熱帶成分占優(yōu)勢。在不同水系和地形變化的共同影響和作用下,形成了我國海洋生態(tài)環(huán)境的多樣性,造就了浮游動物多樣性的格局。
代博士基于ZooSCAN圖像分析技術(shù),針對中型浮游生物網(wǎng)網(wǎng)采樣品,對黃、東海秋季的浮游動物群落結(jié)構(gòu)進行了研究,以期為我國黃、東海浮游動物群落結(jié)構(gòu)的評估奠定方法基礎(chǔ)。
于2014年10月至11月在黃海海域(121.0°-125.0°E,31.0°-38.8°N)和東海海域(120.2°-125.1°E,25.5°-30.0°N)進行海洋上層浮游動物采樣與調(diào)查,共設(shè)置44個海洋生物調(diào)查站位(圖1)。在每個采樣站位,用標準的中型浮游生物網(wǎng)進行垂直拖網(wǎng)采樣。
在實驗室中,采用浮游動物圖像掃描分析系統(tǒng)ZooSCAN掃描采集到的浮游動物樣品,并通過Zooprocess軟件對圖像進行標準化程序處理,進而進行樣品的種類鑒定、計數(shù)和體積生物量測定。根據(jù)浮游動物個體體積和平均豐度,獲得浮游動物標準化生物量譜。
1. 浮游動物的豐度和體積生物量
調(diào)查海區(qū)浮游動物豐度的變化范圍為571.4—65995.1 ind. m-3,平均為6988.0 ± 11008.1 ind. m-3,低值區(qū)出現(xiàn)在南黃海外海海域,高值區(qū)出現(xiàn)在東海南部海域,呈現(xiàn)南高北低的變化趨勢。
浮游動物體積生物量的變化范圍為62.7—13050.2 mm3m-3,平均為1468.3 ± 2364.8 mm3m-3,低值區(qū)出現(xiàn)在南黃海近岸海域,高值區(qū)出現(xiàn)在東海近岸海域,亦呈現(xiàn)南高北低的變化趨勢。
2. 浮游動物類群組成
根據(jù)ZooScan的結(jié)果,調(diào)查海區(qū)鑒定的浮游動物共計17個類群,包括橈足類、磷蝦類、毛顎類、水母類、被囊類、介形類、端足類、腹足類、多毛類、仔稚魚、無節(jié)幼體、夜光蟲、枝角類、有孔蟲、放射蟲、魚卵類和其它浮游動物等。在豐度方面,橈足類、夜光蟲和被囊類是三大優(yōu)勢類群,其對豐度的貢獻率分別為64.8%,18.8%和7.4%。在體積生物量方面,橈足類對總體積生物量的貢獻率最高,為26.1%;水母類次之,其貢獻率為21.6%;毛顎類和被囊類的貢獻率相當,分別為18.5%和17.2%;夜光蟲的貢獻率為7.3%,高于其他類群(圖4)。
3. 浮游動物標準化生物量譜
本研究中的標準化生物量譜共包括17個粒徑級,其中最小粒徑級為-7(log2mm3ind.-1),對應(yīng)于ESD為246μm的個體,最大粒徑級為8(log2mm3ind.-1),相當于ESD為7878μm的個體(圖5)。
圖5 黃、東海浮游動物的平均標準化生物量譜
標準化生物量譜斜率的變化范圍為-1.44—-0.36,最小值出現(xiàn)在南黃海近岸海域,最大值出現(xiàn)在南黃海外海海域。截距的變化范圍為2.25—10.04,呈現(xiàn)南高北低的特點,東海海域的截距高于黃海海域(圖6)。
小型浮游動物在我國黃、東海海洋生態(tài)系統(tǒng)中具有重要的生態(tài)學地位。開展對中型浮游生物網(wǎng)樣品的研究有利于更全面地認識黃、東海浮游動物群落結(jié)構(gòu)的特征,為我國近海浮游動物的研究提供更為全面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
相關(guān)文章
1. 代魯平.基于圖像分析技術(shù)的浮游動物群落結(jié)構(gòu)研究[D].中國科學院大學(中國科學院海洋研究所),2016.