氮磷比失衡对浮游动物的影响及其在群落演替中的作用

Impact of eutrophication on coastal ecosystems is one of the front topics of marine ecology. Most studies focused on the influences of eutrophication on primary producers (phytoplankton) level, while the impacts on secondary producers (zooplankton) as well as of higher trophic level were Lack of sufficient knowledge. By field surveys and controlled experiments, This project aims to identify the relationships between the zooplankton nitrogen and phosphorus demand and food supply, understand the affect way and degree of the change in content and the ratio of nitrogen and phosphorus on zooplankton growth and development. Combining with trophic relationship analysis on N/P - phytoplankton - zooplankton based on the data of last two decades in the Yangtze River estuary and its adjacent areas, illustrate the influences of N/P imbalance on the succession of the zooplankton community. This will help to clarify the impact pathway and mechanism of eutrophication on the secondary producers from the perspective of ecological stoichiometry, which provides scientific basis and theoretical support for understanding the evolution trends of the marine ecosystem under the influence of eutrophication.

近海富营养化对生态系统的影响是当前海洋生态学研究的前沿课题。关于富营养化对近海生态系统产生影响的主要集中在初级生产者（浮游植物）层面，而对次级生产者（浮游动物）以及高营养级生物的影响途径、作用机理以及生态效应等都缺乏足够的认识。本项目以在海洋生态系统中起着重要调控作用的浮游动物为研究对象，通过现场调查和受控实验，确定浮游动物主要类群氮磷需求与饵料氮磷供给之间的关系，了解氮、磷含量和比例变化对浮游动物主要类群生长、发育的影响途径与程度；结合近二十年来长江口邻近海域富营养化进程中"N/P比-浮游植物-浮游动物"之间的营养关联分析，揭示氮磷比失衡对浮游动物群落演变的影响程度与机制，从生态化学计量学角度，阐明富营养化对海洋生态系统次级生产者的影响途径与作用机理，为了解富营养化影响下海洋生态系统演变趋势提供科学证据和理论支撑。

近海富营养化对生态系统的影响是当前海洋生态学研究的前沿课题。富营养化对次级生产者（浮游动物）以及高营养级生物的影响途径、作用机理以及生态效应等都缺乏足够的认识。本项目以在海洋生态系统中起着重要调控作用的浮游动物为研究对象，围绕氮磷含量和比例变化对浮游动物主要类群生长和发育的影响途径与程度、浮游动物主要类群的氮磷需求与饵料氮磷供给之间的关系以及长江口邻近海域富营养化进程中“N/P 比-浮游植物-浮游动物”之间的营养关联开展了现场调查、受控实验以及历史数据分析。发现N/P比失衡条件下，中肋骨条藻的粒径变小，藻链变短，细胞壁厚度增加，氮磷含量降低，中华哲水蚤的淸滤率升高，摄食率、排粪率和同化率降低。同时，N/P比失衡条件下，微藻（小球藻、三角褐指藻和中肋骨条藻）的脂肪酸含量增加，而氨基酸含量降低，氮磷相应地呈现比例失衡，使其饵料质量发生变化。这种饵料质量的变化影响了浮游动物的生长、繁殖和元素内稳态。N/P比失衡（尤其高N/P比）条件下，褶皱臂尾轮虫、蒙古裸腹水溞和中华哲水蚤的生长受到抑制。然而，其对繁殖的影响存在种间特异性。关于元素内稳态，褶皱臂尾轮虫比蒙古裸腹水溞表现出更强的保持元素组成稳定的能力。对于高营养级生物的研究发现，海月水母碟状体在生长、存活以及元素内稳态三方面表现出比牙鲆仔鱼更强的对N:P比失衡饵料的耐受能力。通过现场调查发现不同的浮游动物类群具有不同的化学计量学特征，非胶质类浮游动物同时面临潜在的氮限制和磷限制。而胶质类浮游动物只面临潜在的氮限制，不受潜在的磷限制。通过收集整理历史监测资料和现场调查，发现，在春季，长江口邻近海域的中间区域以及过渡区域，群落N/P值则呈现出显著降低的趋势，可能原因为桡足类的增加和胶质类（尤其水母类）的降低，尤其小型桡足类所占比例的增加，使得群落总体P相对含量增加。在秋季，近岸区域、中间区域以及河口群落、外海群落，群落N/P值都呈现出显著升高的趋势，可能与大型甲壳动物的降低有关。上述结果从生态化学计量学角度，阐明富营养化对海洋生态系统次级生产者的影响途径与作用机理，揭示氮磷比失衡对浮游动物群落演变的影响程度与机制，为了解富营养化影响下海洋生态系统演变趋势提供科学证据和理论支撑。