海洋酸化对东印度洋微型浮游动物群落及摄食影响研究

Nowadays, ocean acidification is one of the major issues human is facing. Ongoing acidification will not only influence on the change of marine species and ecosystem structure and function, but also influence on the service for economic and society that ocean provided people with for a long time. Concurrently, acidification and climate warming will lead to synergistic effect on ocean and enhance global change. The authors propose to rely on sampling and field work supports from the NSFC Open Science Expedition research cruises of the Indian Ocean. Incubation of natural microplankton community will be carried out by simulating the condition of acidification in the shipboard continuous culture system (Ecostat) in the open ocean with little disturbance from human activities and stable seawater chemical property. Effect of acidification on the microzooplankton and phytoplankton community will be examined. During the culture process, grazing impact of microzooplankton on phytoplankton will be determined by dilution experiments. Effects on microzooplankton grazing on overall and different phytoplankton assemblies through nutrient relationship will be discussed. Besides, under the experimental condition of acidification and warming, possible synergistic effects of both them on microzooplankton community structure and their grazing on phytoplankton will be studied. Warming promotes the acidification process, meanwhile, it might stimulate ecological effects of acidification on phytoplankton and microzooplankton physiology.

海洋的酸化是当今人类面临的重大课题之一。加剧的酸化不仅影响海洋的物种和生态系统结构和功能的改变，而且影响长期以来海洋为人类提供的经济和社会的服务功能。它同时与气候变暖协同作用于海洋，加剧全球的变化。本项目依托国家基金委印度洋科学考察共享航次，选取在受人类活动干扰较少、海水性质相对稳定的大洋水域，通过一套船载连续培养系统(Ecostat)，模拟酸化条件进行自然微型浮游生物的培养实验，研究酸化条件下微型浮游动物和浮游植物群落的变化；同时在培养过程中通过稀释培养实验研究微型浮游动物对浮游植物的摄食，分析酸化对微型浮游动物摄食浮游植物以及不同类群浮游植物的影响。此外，同时模拟酸化和温室条件下，研究酸化和温室两者对微型浮游动物群落及其摄食浮游植物的协同作用，温室不仅会加剧水体的酸化过程，还可能会强化酸化对浮游植物和微型浮游动物的生态效应。

加剧的酸化不仅影响海洋的物种和生态系统结构和功能的改变，而且影响长期以来海洋为人类提供的经济和社会的服务功能，本研究旨在印度洋或中国近海研究酸化对微型浮游动物群落及摄食的影响。首先研究了2012年东印度洋的微型浮游动物（砂壳纤毛虫）的群落结构特征，发现砂壳纤毛虫32属126种，丰度介于193-2983 ind./m3，生物量介于0.99-14.75 µg C/m3。群落多样性与叶绿素浓度及多样性的相关性不显著。物种丰度的分布呈现对数分布，通过多样性以及水体环境特征的分析，推测砂壳纤毛虫的群落结构主要受水体环境的影响，而不是物种的中性散布。.2014年分别在渤海湾天津近岸（B02和B03站）和南海北部海域（SEATS站和J4站）各选择两个站位，利用制备的酸化水体进行了群落的24h培养，研究酸化条件对不同海域微型浮游动物摄食浮游植物的短期效应。研究发现酸化条件对浮游植物的内禀生长率影响并没有统一的规律，但是酸化条件却明显降低了微型浮游动物对浮游植物的摄食死亡率，同时除B03站外，其余三个站位的微型浮游动物的丰度在培养后都显著降低。.于2015年和2016年从B03和B02站取水后利用实验室自制的连续培养系统，通过CO2分压和温度两个因素交叉设置四个处理组进行了两次连续培养。B03站连续培养9天，培养过程中进行三次摄食培养实验，发现酸化条件或提高温度都会增加微型浮游动物对浮游植物的摄食，但是在不同阶段促进的程度存在差异。B02站连续培养16天，初始的浮游植物主要以micro-级为主，占到总的叶绿素浓度的81.8%，培养过程中，nano-级取代micro-级占绝对优势，总的浮游植物细胞丰度呈现先增加后降低的趋势。升温比酸化对浮游植物的生长影响更为明显，升温和酸化使得微型浮游动物的摄食率有所提高，但是方差分析影响却不显著。升温和酸化的协同效应只在培养第7天较为明显，培养的后期和末期不明显。短期培养酸化条件降低了微型浮游动物对浮游植物的摄食率，而长期的培养过程却是增加了微型浮游动物的摄食率。