海洋所在温带近岸海区微食物网结构季节变化研究方面获新进展

  海洋浮游微食物网(以下称微食物网)主要由浮游病毒、自养原核生物、异养原核生物、微微型真核浮游生物、鞭毛虫和纤毛虫等微小类群组成,是海洋浮游生态系统中重要的物质和能量过程,是经典食物链的有效补充。多年来的研究发现不同水团中微食物网结构有明显的差异,但是近岸海域微食物网结构的季节变化却鲜有报道。 

  桑沟湾位于山东半岛东端,呈“C”字型,是典型的温带半封闭型海湾,是我国北方重要的海水养殖基地。桑沟湾平均水深约7.5 m,东面通过宽10 km的湾口与黄海相连,黄海水团通过湾口北部流入到湾内,通过湾口南部流出湾外。 

    

   

  采样站位图。A:扇贝养殖区;B:牡蛎养殖区;C:鱼类养殖区;D:海带和贝类混养区;E:海带养殖区。 

    

  中国科学院海洋研究所肖天、张武昌团队联合法国Aix-Marseille大学地中海海洋研究所、厦门大学以及中国水产科学院黄海水产研究所等科研团队,于2011年4月至2012年1月间春、夏、秋、冬四个季节对桑沟湾表层的微食物网结构进行了调查。发现桑沟湾表层海水温度变化范围为1.90-24.20℃,异养原核生物生物量变化范围为3.77-135.77 μg C dm-3,是世界上水温以及异养原核生物生物量季节变化最大的海区之一。微食物网各类群相对生物量,即各类群生物量与异养原核生物生物量的比值的季节变化模式有较大差异:随着异养原核生物生物量的升高,混合营养鞭毛虫和微微型自养真核生物相对生物量升高的速度要高于其他类群,而纤毛虫的相对生物量呈下降趋势。随着温度的升高,异养类群与自养类群生物量的比例逐渐降低,在夏季时该比例小于1。根据水文参数分别对四个季节各采样站位进行聚类分析,在四个季节均可将桑沟湾分成明显的湾内和湾外,湾内和湾外的微食物网结构以及砂壳纤毛虫群落均有很大差异。研究结果表明自养型各类群相对生物量的季节变化是导致微食物网群落结果季节变化的主要因素;而湾内和湾外水团的不同是湾内外微食物网结构以及砂壳纤毛虫种类组成不同的主要因素。 

    

   

  不同季节桑沟湾微食物网结构。HP:异养原核生物;SYN:聚球藻;PEUK:微微型自养真核生物;PNF:混合营养鞭毛虫;HNF:异养鞭毛虫。 

    

   

  不同季节桑沟湾湾内和湾外微食物网结构。HP:异养原核生物;SYN:聚球藻;PEUK:微微型自养真核生物;PNF:混合营养鞭毛虫;HNF:异养鞭毛虫。 

    

  该项工作通过将微食物网中各生物类群的生物量以对应的异养原核生物生物量为基础进行归一化,得到各生物类群的相对生物量,进而研究微食物网结构,并首次报道了温带近岸海域微食物网结构的季节变化,为今后其他海区微食物网结构的研究提供了方法依据和参考资料。 

  相关研究成果“Seasonal and Spatial Variation of Pelagic Microbial Food Web Structure in a Semi-Enclosed Temperate Bay”近日在线发表于Frontiers in Marine Science(Q1,IF=3.661)。李海波博士为第一作者,张武昌研究员为通信作者,法国地中海海洋研究所Michel DENIS研究员、厦门大学黄凌风教授以及中国水产科学院黄海水产研究所蒋增杰研究员为共同作者。 

  本研究得到了中国科学院战略性先导专项、青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室青年人才培育项目、国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目以及中-法蔡元培计划的资助。 

  论文详情:Li H, Chen X, Denis M, Zhao Y, Huang L, Jiang Z, Zhang W and Xiao T (2020) Seasonal and Spatial Variation of Pelagic Microbial Food Web Structure in a Semi-Enclosed Temperate Bay. Front. Mar. Sci. 7:589566. DOI: 10.3389/fmars.2020.589566。 

  论文链接:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmars.2020.589566/full 

    


附件下载: