黄海微食物环生态作用的模型研究

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黄海是太平洋西岸典型的陆架海,生态系统组成复杂。随着研究的深入和观测技术的发展,人们逐渐认识到海洋中小粒级生物对于物质流动、能量传递的重要作用。细菌降解有机物又由小型浮游动物摄食回到主食物链的微食物循环被认为是海洋生态系统稳定的重要因素,是主食物链的必要补充,特别在热带和寡营养海区微食物环的生态作用更加突出,在营养相对丰富的陆架海,微食物环的生态作用时空变化还需要深入研究,而对该作用的认识需要模型量化。本文旨在构建一个适合黄海的二维微食物环生态系统模型,并利用此模型对该海域微食物环生态作用进行定量分析探讨。  在已有黄海浮游生态系统模型基础上,增加微食物环过程,考虑黄海营养状况,建立了一个基于磷、硅循环,包括细菌、浮游植物(小型和大型)、浮游动物(小型、大型和捕食性)生物量、磷营养盐浓度(磷酸盐、溶解态有机磷和颗粒态有机磷)及硅营养盐浓度(硅酸盐和生物硅)共11个状态变量的微食物环生态模型。在普林斯顿海洋模型模拟的黄海气候态天平均二维温度场和流场的驱动下,以该模型模拟了生态系统各营养级时空分布的变化,并与相关文献给出的观测结果相比在合理范围内变化一致,证明模型是可信的,可为进一步研究陆架海微食物环生态作用提供依据。  黄海两区域的对比结果表明,西岸营养盐浓度较高,细菌生物量年变化不大,而中部浓度较低,春夏季最低,细菌生物量在冬半年较高,春季浮游植物生物量达到峰值,特别是中部的大型浮游植物。浮游生物群落部分,异养细菌与浮游植物生物量比值B∶P秋冬季较高,特别是黄海中部。营养盐的内源和外源收支中,中部浮游植物光和生长的内源性消耗量较高,特别是春季,外源补充中的底界面向上补充是最主要的方式。初级生产的贡献集中在夏季,而微食物环对主食物网的能量贡献作用在冬半年较大,西岸贡献率为28.4%,中部为45.1%。两个区域微食物环冬半年的能量传递效率较高,西岸能量传递效率为26.3%,中部为57.1%。我们认为造成黄海微食物环生态作用空间差异性的主要原因是相应海域浮游生态系统群落的组成不同。
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