黄海浮游生物生物量谱时空异质性对渔业资源变动的响应

浮游生物在海洋生态系统中不仅是大多数渔业生物的食物来源，也是将之与环境要素密切联系的关键生物功能群。渔业生物结构的显著变动通过浮游生物的粒级组成、生物量谱时空变化得到不同程度的反映。黄海是我国经济鱼类重要的产卵场和哺育场，其渔业资源正经历着明显的变化和衰退。本项目拟在已有的黄海浮游生物生物量谱的研究基础上，仍以黄海为目标海域，应用生物量谱的方法，对浮游生物的粒级组成及时空分布与渔业资源变动的关系进行研究。通过本研究，目的在于查明浮游生物生物量谱时空异质性的受控因子，区分上行控制和下行控制在生物量谱中的表征差异；确定生物量谱异质性对渔业资源变动的应答可能性和响应模式；探讨浮游生物生物量谱对长期捕捞作用的生态效应的指示性，从而为黄海生态系统全程食物网浮游生物与鱼类营养关系提供关键参数，为渔业管理和资源预测模型提供理论和数据基础。

浮游生物在海洋生态系统中不仅是大多数渔业生物的食物来源，也是将之与环境要素密切联系的关键生物功能群。渔业生物结构的显著变动通过浮游生物的粒级组成、生物量谱时空变化得到不同程度的反映。黄海是我国经济鱼类重要的产卵场和哺育场，其渔业资源正经历着明显的变化和衰退。本项目结合历史资料和现有调查数据分析，对浮游生物的粒级组成及时空分布与渔业资源变动的关系进行研究。结果主要包括以下方面:1）发现黄海主要浮游动物种类数量变动与太平洋年代震荡指数（Pacific Decadal Oscillation，PDO）变动表现了一定的相关性和时滞性，即上行控制对黄海浮游动物数量变动有着重要的作用；2）阐明了近年黄海渔业生物重要的饵料——太平洋磷虾的体长-频数分布、生物量和数量、种群结构的季节变化特点，估算了年生产力和P/B值；3）尝试性利用浮游动物生物量谱对上层渔业生物的生物量进行了估算；4）构建了黄海浮游动物的生物量谱、浮游生物——游泳生物的生物量谱以及黄海中南部海域生态能量通道模型。研究发现，黄海的浮游动物—游泳生物的生物量谱特征参数斜率低于浮游生物的相应值，浮游动物—游泳动物的转换效率低，即次级生产在向高层次传递效率低，更多的营养能流集中于次级生产者——浮游动物；基于生物量谱特征参数所估算黄海不同粒级的浮游动物的营养级分布显示，较大型、营养级值较高的浮游动物有逐渐占主导的趋势；利用生态能量通道模型解析不同功能群所处生态地位及相互作用，发现渔业捕捞活动对黄海生态系统渔业生物功能群的稳定性产生明显的负面作用，而对非渔业对象的浮游动物功能群则产生了正效应。根据上述结果，推测黄海浮游动物表现出的高斜率生物量谱、高营养级与黄海渔业生物资源的衰退，及其对较大型的浮游动物下行控制作用的释放、产生的间接效应有关。本项目研究成果不仅可以为黄海生态系统全程食物网浮游生物与鱼类营养关系研究提供关键参数，同时也证实了浮游生物生物量谱时空异质性对长期捕捞生态效应指示的可能性，为渔业管理和资源预测模型提供了理论依据。