微型底棲生物主要包括原核微生物、真核微藻及原生動物等類群,小型底棲生物主要包括線蟲、多毛類、橈足類等后生動物類群,微型和小型底棲生物組成了底棲微/小食物網(wǎng),在物質(zhì)循環(huán)和能量流動中起著重要作用。但由于對微型底棲生物定量提取和定性分析存在方法上的障礙,微型底棲生物又具有功能和形態(tài)上的復雜性,所以目前對微型底棲生物的研究遠落后于對微小型浮游生物的研究,且已有相關研究主要集中在河口和潮間帶生境,對陸架海研究極少。本研究所關注的黃海海域近年來遭受了滸苔暴發(fā)和水母暴發(fā),已有研究表明滸苔暴發(fā)對生態(tài)系統(tǒng)可以產(chǎn)生正面或負面影響,水母在死亡后會沉降到海底降解,目前缺乏對微型和小型底棲生物在這兩種生態(tài)災害發(fā)生時和發(fā)生之后的研究。本論文結(jié)合底棲環(huán)境因子,使用DAPI熒光計數(shù)法和Ludox-QPS方法,對2010、2011年7月和11月采自黃海的微型和小型底棲生物的分布、群落結(jié)構(gòu)及多樣性進行了研究,并探討了微型和小型底棲生物對滸苔和水母暴發(fā)的響應。0?5 cm沉積物中,細菌豐度(108 cells/cm3)較藍細菌(105?106 cells/cm3)、自養(yǎng)微型鞭毛蟲(PNFs,106 cells/cm3)、異養(yǎng)微型鞭毛蟲(HNFs,105?106 cells/cm3)的豐度高2?3個數(shù)量級,遠高于硅藻、異養(yǎng)小型鞭毛蟲(HMFs)和纖毛蟲的豐度。生物量上,細菌同樣是最優(yōu)勢類群,PNFs和HNFs生物量與細菌同數(shù)量級或低1個數(shù)量級,藍細菌生物量較細菌低1個數(shù)量級。小型底棲生物的豐度遠低于pico-(細菌、藍細菌)和nano-級(PNFs和HNFs)底棲生物,低于硅藻的豐度,高于HMFs和纖毛蟲的豐度。小型底棲生物的生物量同樣遠低于細菌、PNFs和HNFs,與藍細菌生物量接近,高于其余微型底棲生物類群。與通常分布規(guī)律不同,2011年7月有滸苔堆積和沉降的近岸海域沉積物中值粒徑減小,粉砂?粘土含量增高,這樣近岸沉積物顆粒大小就與南黃海中心接近;而在2010年7月,在同樣有滸苔暴發(fā)的近岸海域,沉積物顆粒仍較粗,粉砂?粘土含量仍較低,與通常分布規(guī)律接近。以上結(jié)果表明兩年滸苔暴發(fā)對沉積環(huán)境影響不同。2010年采集的生物樣品因放置時間較長,可能存在低估,所以僅將2010年的生物數(shù)據(jù)做為背景資料。2011年夏季滸苔暴發(fā)和水母暴發(fā)均有發(fā)生,所以重點對2011年兩個航次的數(shù)據(jù)進行分析。2011年7月,在滸苔堆積和沉降的山東半島南部近岸海域,藍細菌和pnfs的數(shù)量均較低,與沒有滸苔暴發(fā)的2007年6月的分布不同;硅藻雖在青島近岸海域有高值區(qū),但7月份南黃海硅藻豐度平均值均明顯低于2007年6月。以上結(jié)果表明滸苔暴發(fā)抑制了沉積物中自養(yǎng)生物的生長。另一方面,2011年7月,異養(yǎng)的細菌、hnfs和纖毛蟲的數(shù)量在山東半島南部近岸海域較高,離岸海域較低,這與2007年6月這三者在南黃海近岸和中心海域均有較高數(shù)量不同。滸苔在近岸的堆積和降解對沉積物中微生物降解過程和碎屑食物網(wǎng)有促進作用,從而促進了細菌的生長。hnfs和纖毛蟲作為細菌的捕食者,纖毛蟲同時也是hnfs的捕食者,通過級聯(lián)效應使數(shù)量增加。2011年7月,小型底棲生物的分布規(guī)律與沒有滸苔暴發(fā)的2007年6月一致,均在近岸海域有高的現(xiàn)存量,在離岸海域現(xiàn)存量較低。2011年7月南黃海小型底棲生物平均豐度高于沒有滸苔暴發(fā)的2007年6月,山東半島南部近岸海域的葉綠素a含量高,可能充足的食物保障了小型底棲生物的生長。另外,本論文使用的ludox-qps方法較離心分選法能獲得更高的豐度,可能是造成2011年7月小型底棲生物豐度較2007年6月增加的另一個原因。通常,夏季南黃海的纖毛蟲豐度和生物量均明顯低于北黃海,而在2011年7月,南黃海纖毛蟲平均生物量仍低于北黃海,但南黃海纖毛蟲的平均豐度高于北黃海,表明有滸苔暴發(fā)2011年7月份南黃海小個體菌食性纖毛蟲成為優(yōu)勢類群。2011年7月小個體的菌食性纖毛蟲,例如中圓蟲(metacystisspp.),游仆蟲(euplotesspp.)和盾纖類,其豐度和生物量在全部纖毛蟲中的比例較2007年6月增加,菌食性纖毛蟲比例增加可能是對滸苔沉降和降解的響應。雖然t檢驗未發(fā)現(xiàn)顯著差異,2011年11月份南黃海沉積物中的總氮含量平均值較同年7月份和2010年11月份均增加了22%,可能是水母降解釋放到沉積物中的。2011年11月南黃海pnfs生物量平均值較同年7月份增加了17%。在夏季未發(fā)生水母暴發(fā)的2010年,11月南黃海pnfs生物量平均值較同年7月下降16%。通過兩年11月份數(shù)據(jù)的對比,可以推測水母降解過程釋放營養(yǎng)物質(zhì)到沉積物中,并從而促進了pnfs的生長。在夏季水母大量出現(xiàn)的山東半島南部離岸海域和長江口附近海域,2011年11月份細菌、PNFs、HNFs和纖毛蟲的數(shù)量均較多,與夏季沒有水母暴發(fā)的2010年11月份的分布不同。與滸苔降解過程相似,水母降解同樣可以促進底棲碎屑食物網(wǎng)的發(fā)展,但細菌生物量較7月份下降,細菌的低生物量可能主要是由于大量增加的HNFs對其的捕食壓力造成的。與2011年7月份相比,2011年11月份底棲PNFs、HNFs和纖毛蟲均增加,但小型底棲生物卻減少。這可能是因為11月份葉綠素a含量的減少,葉綠素a含量通�？纱硇⌒偷讞锏氖澄飦碓�。與2007年6月一致,2011年兩個月份肉食性纖毛蟲生物量和物種數(shù)均最多,是最主要的攝食類型,然后依次為菌食性、藻食性和雜食性。此外,前口類和核殘跡類均是生物量最多的類群。和2011年7月相比,11月份肉食性纖毛蟲生物量所占比例升高,而菌食性纖毛蟲所占比例下降。肉食性纖毛蟲比例增加大部分是因為典型肉食性的鉤刺類纖毛蟲的增多,這樣11月份肉食性纖毛蟲在所有站位均是最主要的攝食類型。滸苔暴發(fā)和水母暴發(fā)的后續(xù)效應使HNFs增多,肉食性纖毛蟲的增多可能是對沉積物中HNFs增多的響應。2011年7月南黃海異養(yǎng)鞭毛蟲對生物量和新陳代謝率的相對貢獻較2007年6月增加,而小型底棲生物的相對貢獻降低。2011年11月份南黃海異養(yǎng)鞭毛蟲對生物量和新陳代謝率的相對貢獻又較2011年7月增加,小型底棲生物的相對貢獻更低。相對新陳代謝率在冷水團海域和北黃海表現(xiàn)出相近的變化趨勢,冷水團外圍海域和南黃海變化趨勢接近。這些結(jié)果表明滸苔暴發(fā)和水母暴發(fā)使冷水團外圍海域和南黃海的底棲消費者向小個體轉(zhuǎn)變,并且使底棲生物群落結(jié)構(gòu)和新陳代謝從自養(yǎng)向異養(yǎng)轉(zhuǎn)變。南黃海和長江口這樣的異養(yǎng)環(huán)境有助于水母的發(fā)生,微型和小型底棲生物在這些海域的積累為水母水螅體提供了充足的食物,可能因此促進了2012年水母的暴發(fā)。
【學位單位】：中國科學院研究生院(海洋研究所)
【學位級別】：博士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：Q178.1
【部分圖文】：

Fig.2.1 Sampling stations in July and November 2010●代表位于黃海冷水團中的站位；○代表位于黃海冷水團外圍的站位本研究于 2010 年 7 月 10—17 日(夏季)和 2010 年 11 月 20—30 日(秋季)分

16值粒徑(D)、葉綠素 a 含量(E)、脫鎂葉綠素 a 含量(F)、有機質(zhì)含量(G)、總氮含量(H)和含水量(I)Fig. 2.2 The water depth (A), bottom water temperature (B), bottom water salinity(C), median grain size (D), silt clay content (E), chlorophyll-a (F), phaeophytin-a (G),organic matter (H) and moisture content (I) in the Yellow Seain November 2010本航次所研究站位底質(zhì)類型有四種，包括粘土質(zhì)粉砂、粉砂、砂質(zhì)粉砂和粉

圖 2.4 2010 年 7 月表層 5 cm 沉積物中細菌(A)、藍細菌(B)豐度和 PNFs(C, E)、HNFs(D, F)豐度和生物量分布圖Fig. 2.4 The distribution of abundance of bacteria (A) and cyanobacteria (B),abundance and biomass of PNFs(C, E) and HNFs (D, F) in the upper 5 cm ofsediment in July 2010
【參考文獻】

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1 杜永芬;徐奎棟;類彥立;;Simultaneous enumeration of diatom,protozoa and meiobenthos from marine sediments using Ludox-QPS method[J];Chinese Journal of Oceanology and Limnology;2009年04期

2 類彥立;徐奎棟;;海洋微型底棲生物調(diào)查方法與操作規(guī)程[J];海洋與湖沼;2011年01期

3 張志南,林巋旋,周紅,韓潔,王睿照,田勝艷;東、黃海春秋季小型底棲生物豐度和生物量研究[J];生態(tài)學報;2004年05期

4 孟昭翠;徐奎棟;;長江口及東海春季底棲硅藻、原生動物和小型底棲生物的生態(tài)特點[J];生態(tài)學報;2013年21期

5 吳秀芹;徐奎棟;于子山;于婷婷;孟昭翠;代仁海;類彥立;;2008年滸苔大暴發(fā)末期黃海小型底棲動物現(xiàn)存量及空間分布[J];應用生態(tài)學報;2010年08期

本文編號：2847926