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《中国科学院研究生院(海洋研究所)》 2011年
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我国海区浮游纤毛虫的生态学研究

张翠霞  
【摘要】:海洋浮游纤毛虫是在海洋中营浮游生活的纤毛虫,主要是舞毛亚纲(Choreotrichia)和寡毛亚纲(Oligotrichia)的种类。浮游纤毛虫的粒级范围为10-200μm,平均丰度约为102-103 ind. L-1,广泛分布于各种生境中。浮游纤毛虫是海洋浮游生态系统中小型浮游动物的主要类群之一,它不仅是pico-、nano-级浮游生物等初级生产者的主要摄食者,而且是中型浮游动物(如桡足类)的饵料,是微食物网向经典食物链物质和能量传递的关键环节。 我国海区浮游纤毛虫生态学的基础资料还较少,许多海区如南海还缺乏浮游纤毛虫丰度和生物量的基础资料,东海已有的研究比较零散,黄海春季水华过程还没有纤毛虫丰度和生物量时空变化的报道。此外,关于纤毛虫的摄食作用的研究更少。本文报道了南海和东海纤毛虫丰度和生物量以及分布;探讨了东海水团对纤毛虫分布的影响;研究了纤毛虫在春季水华过程中的时空变化;并在黄海进行了小型浮游动物对浮游植物和鞭毛虫的摄食,桡足类(中华哲水蚤)对纤毛虫的摄食研究。 不同海区纤毛虫的丰度和生物量 2007年10月南海北部海域纤毛虫丰度为0-5757 (848±776) ind. L-1,无壳纤毛虫占绝对优势,其丰度占总丰度的比例平均为91.9±9%。纤毛虫生物量为0-12.09 (1.2μ1.54)μg C L-1,无壳纤毛虫的生物量平均为0.94±1.27μg C L-1,占总生物量的78.6μ23.8%。共发现砂壳纤毛虫16个属,49种,拟铃虫属的种类最多。纤毛虫多分布于近岸浅水区(高温低盐,高Chl a浓度)。纤毛虫最大丰度5757 ind. L-1高于我国其他海区的调查研究。 在长江口及毗邻海域,2006年8月纤毛虫丰度为0-4163 (718±571) ind. L-1,生物量为0.00-64.88 (1.86±6.34)μg C L-1;10月纤毛虫丰度为35-1155 (358±235) ind. L-1,生物量为0.00-9.23 (0.5±1.15)μg C L-1。8月表层和水柱纤毛虫丰度、生物量高值出现在长江口和杭州湾口以东近岸,10月高值出现在远岸,且南部高于北部。10月砂壳纤毛虫占总纤毛虫生物量的比例略高于8月。DO (溶解氧,Dissolved Oxygen)浓度对纤毛虫水体垂直分布的影响不明显。 在东海陆架区,2006年11-12月(秋季)纤毛虫丰度为0-1795 (208±266) ind. L-1,生物量为0-2.36 (0.28±0.35)μg C L-1;2007年2-3月(冬季)纤毛虫丰度为0-22695 (524±1990) ind. L-1,生物量为0-10.87 (0.47±1.01)μg C L-1。纤毛虫丰度与生物量秋季在外陆架区和中陆架区高于内陆架区,冬季中陆架区高于外陆架区和内陆架区。两个季节都是无壳纤毛虫的丰度占优势,而秋季砂壳纤毛虫对生物量的贡献大于无壳纤毛虫。ESD (Equivalent Spherical Diameter) 10-20μm的小型纤毛虫分别占秋季和冬季纤毛虫丰度的63%和82%。与20世纪90年代的调查研究相比,东海陆架区浮游纤毛虫的生态分布没有发生明显变化。 纤毛虫丰度和水团的关系 纤毛虫丰度在东海的分布受到水团的影响。2006年8月(夏季)在长江口及毗邻海域,冲淡水表层纤毛虫平均丰度(972±746 ind. L-1)高于远岸的混合水(475±345 ind. L-1)。盐度是影响混合水纤毛虫表层丰度分布的重要因素。2007年2-3月(冬季)在陆架区,混合水的表层纤毛虫平均丰度(452±645 ind. L-1)高于沿岸水(209±307 ind. L-1)和黑潮水(202±170 ind. L-1)。混合水的纤毛虫0-30 m水柱丰度与盐度呈显著的负相关,与Chl a浓度呈显著的正相关。纤毛虫丰度在锋面区附近比较高。夏季长江口及毗邻海域发现的砂壳纤毛虫大多为近岸浅水种,其分布在两个水团没有明显的分区;而冬季在陆架区砂壳纤毛虫的分布呈现明显的分区,有些偶见种可能指示了黑潮水入侵陆架的路径。 黄海春季水华过程中纤毛虫水柱生物量的变化 在不同类型的水华过程纤毛虫和红色中缢虫的丰度和生物量有显著不同。2006年在典型硅藻水华站,纤毛虫水柱生物量高于2007年和2009年水华过程中的最大水柱生物量。 2007年,发现三次硅藻的水华过程(BM1站、BM2站和BM3站),在BM1站,红色中缢虫丰度达2.9±105 ind. L-1。在BM1站和BM2站水华过程中,红色中缢虫丰度和水柱生物量都迅速降低到低值,纤毛虫(不包括中缢虫)平均水柱生物量也降低。BM1和BM2水华过程的红色中缢虫平均水柱生物量高于纤毛虫;在BM3站水华过程中红色中缢虫丰度很低,其水柱生物量低于纤毛虫。 2009年,在硅藻水华过程中,眼虫最大丰度3.5×104 ind. L-1,红色中缢虫丰度较低,纤毛虫平均水柱生物量远高于红色中缢虫,在水华的后期有明显的增加;而在甲藻和硅藻的混合水华过程中,红色中缢虫平均水柱生物量高于纤毛虫,纤毛虫和红色中缢虫的日平均水柱生物量都在第四天达到最大值然后降低。 小型浮游动物对浮游植物和鞭毛虫的摄食 2007年4月,在水华BM1-1站,浮游植物的生长率(1.18 d-1)和小型浮游动物的摄食死亡率(0.76 d-1)都高于水华后期和非水华站,小型浮游动物对初级生产力的摄食压力低于水华后期和多数的非水华站。纤毛虫和环沟藻在水华过程中的平均水柱生物量不高于非水华站。因此,小型浮游动物对春季水华的下行控制作用可能不明显。 2007年5月在南黄海,稀释培养后纤毛虫丰度与稀释因子呈线性关系;而鞭毛虫丰度在稀释因子大时增加。在富营养站,小型浮游动物对鞭毛虫的摄食率(1.01 dμ1)高于寡营养站(0.42-0.44 dμ1)。在富营养站位,绝大多数的鞭毛虫生产力(99%)可以被小型浮游动物摄食,而在寡营养站位,小型浮游动物摄食72%-73%的鞭毛虫生产力。 桡足类对纤毛虫的摄食 2009年4月,在硅藻水华过程中,水华中期(B20-29站)中华哲水蚤对纤毛虫和红色中缢虫的清滤率(155 ml ind.-1 d-1,252 ml ind.-1 d-1)分别高于水华后期(B20-85站,20 ml ind.-1 d-1,147 ml ind.-1 d-1)和非水华期(B31站,98 ml ind.-1 d-1,79 ml ind.-1 d-1)。水华中期中华哲水蚤对纤毛虫和红色中缢虫现存量的摄食压力(83.3%,94.6%)也分别高于非水华B31站(67.8%, 59.8%)和水华后期(20.9%, 81.7%)。桡足类摄食可能是影响水华过程中纤毛虫生物量变化的重要因素。 2007年5月,在南黄海寡营养站,桡足类添加培养实验中中华哲水蚤的添加明显降低了纤毛虫的丰度,而鞭毛虫的丰度没有相应地增加,蓝细菌丰度明显增加。因此,在桡足类-纤毛虫-鞭毛虫食物链中没有发现营养级联效应,纤毛虫可能是蓝细菌的主要摄食者。
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