东海赤潮高发区硅甲藻赤潮与中型浮游动物的相互作用效应

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进入21世纪以来,东海区硅甲藻赤潮频发,对海洋生态系统影响日趋明显,对沿海渔业生产造成了重大损失。为了更好的了解东海赤潮高发区常见硅甲藻赤潮生消过程对中型浮游动物尤其是桡足类的影响,本论文以历年东海区赤潮暴发情况为基础,结合前期对2016年5月浙江南部东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)赤潮与2019年6月甲藻具刺膝沟藻赤潮(Gnoyaulax spinifera)及硅藻劳氏角毛藻(Chaetoceros lorenzianus)和翼根管藻纤细变型(Rhizosolenia alata f.gracillima)赤潮对中型浮游动物群落结构影响,并选择典型硅甲藻生物,在实验室设置不同浓度的赤潮生物对东海区常见浮游动物开展摄食研究,从而揭示不同硅甲藻赤潮对中型浮游动物群落结构的影响以及浮游动物对赤潮生物的摄食效应,阐明浮游生物之间的相互作用效应。本论文的主要研究结果如下:(1)在2016年5月东海原甲藻赤潮为期12天(5月9日至20日,根据东海原甲藻丰度划分为生长、维持和消亡三个不同生消阶段)连续调查中,共鉴定出中型浮游动物47种,在赤潮生长阶段浮游动物平均丰度和种类数均显著高于维持阶段和消亡阶段(ANOVA,P<0.05)。在赤潮生长阶段阶段中中型浮游动物优势种有五角水母(Muggiaea atlantica)、中华哲水蚤(Calanus sinicus)、拿卡带箭虫(Zonosagitta nagae)、美螅属(Clytia sp.)和小齿海樽(Doliolum denticulatum)和带箭虫幼体。在赤潮维持阶段,只有五角水母和拿卡带箭虫两个优势种。在赤潮消亡阶段中优势种除了五角水母和拿卡带箭虫还出现了桡足类幼体。此外,浮游动物群落单纯度(C)、多样度(H′)和均匀度指数(J′)在三个赤潮生消阶段无显著性差异。本次研究结果表明东海原甲藻赤潮生消过程对中型浮游动物的丰度和物种组成有显著的不利影响,尤其是对桡足类;在东海原甲藻赤潮的三个阶段,中型浮游动物的群落结构从小型水母-桡足类为主导转变为以小型水母-毛颚类为主导,最终转变为桡足类幼体-毛颚类为主导。(2)在2019年6月东海大范围断面走航调查中发现了甲藻(具刺膝沟藻)赤潮及硅藻(劳氏角毛藻和翼根管藻纤细变型)赤潮,鉴定出中型浮游动物39种。本次调查中中型浮游动物主要优势种为中华哲水蚤、精致真刺水蚤(Euchaeta concinna)和拿卡带箭虫,深入分析赤潮与非赤潮站位中浮游动物群落结构结果表明,在赤潮站位和非赤潮站位中型浮游动物的丰度、种类数、种群、优势种和多样性均没有显著差异(P>0.05),说明本次硅藻赤潮和甲藻赤潮调查期间对中型浮游动物的群落结构都没有显著影响。这些结果表明进一步表明单一赤潮阶段(走航调查的某个时间点,无法确定具体生消阶段)中无毒的硅藻赤潮甚至是有毒的甲藻具刺膝沟藻赤潮都不一定会对中型浮游动物群落结构产生显著的影响。(3)为了进一步了解赤潮生物与浮游动物之间的相互作用,继而采用了饵料浓度差减法初步研究了桡足类优势种对赤潮生物的摄食效应。结果表明,在藻类较低浓度下(2.5×10~4个/m L),中华哲水蚤、精致真刺水蚤的摄食作用能有效控制中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和东海原甲藻的生长;而在较高浓度下(4.2×10~4个/m L),精致真刺水蚤的摄食作用对东海原甲藻生长的抑制效果不明显,双刺唇角水蚤(Labidocera bipinnata)的摄食作用对高浓度下(大于4.0×10~4个/m L)的中肋骨条藻的生长的抑制效果也不明显。总而言之,在低浓度下,常见桡足类的摄食能对目标藻种的生长起到有效的控制,而在高浓度下,其摄食作用对目标藻种生长的抑制效果不明显。综上所述,本研究为探讨东海原甲藻赤潮全过程中中型浮游动物群落演替提供了新的思路。未来的研究应重点仍应在有害藻华高频区进行持续观测,以更好地了解有害甲藻赤潮对浮游动物群落特别是桡足类群落的影响,从而准确评估有害藻华对渔业资源和海洋生态系统的影响。
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