象山港原生动物粒径与比例对浮游动物群落变化的影响研究

Zooplankton plays a key role in linking the classical food chain and the microbial loop, and changes of zooplankton community have a great effect on the direction and the flux of the carbon flow in the planktonic system. Zooplankton in the gulf has shown the trend of miniaturization, simplification and jellification. Studies have suggested that the aggravated eutrophicationwould change the planktonic food web structure, in which the proportion of microbial loop increases, enhancing the transport of organic matters from the protozoan to zooplankton. However, studies on the role of protozoa in the change of zooplankton community in eutrophic areas are deficient. Aiming at the phenomenon “the decreased abundance and biomass of zooplankton in Xiangshan bay”, this project will measure the abundances of protozoa and zooplankton in different sizes through the flow cytometer and microscopy, and acquire the relative abundance of protozoa in protists by high-throughput sequencing in order to study the relationship between the changes of protist size structure/protozoan abundance ratio and the changes of zooplankton community. The contribution of the decrease of protozoa size and protozoa proportion to the zooplankton miniaturization will also be stated. In summary, the results of the project will help explore the evolution law and reason of zooplankton community in a long-term period, and be of great significance to fully understand the structure, pattern of changes and regulation mechanism of planktonic food web in eutrophic areas.

浮游动物是连接经典食物链和微食物环的关键环节，其群落变化影响着浮游生态系统碳流的方向和通量。海湾浮游动物正呈现小型化、单一化和胶质化趋势。研究显示富营养化加重会改变浮游食物网结构，增加微食物环比重，促进有机物沿原生动物向浮游动物传递。但原生动物在富营养化海域浮游动物群落变化中的作用认识尚且不足。本项目针对“象山港大中型浮游动物生物量和丰度降低”的现象，结合流式细胞仪和显微镜检方法获得不同粒径原生生物和浮游动物的丰度，通过高通量测序获得原生动物在原生生物中的相对丰度；研究象山港原生生物粒径结构/原生动物相对丰度与浮游动物群落变化间的关系，从而阐述原生生物变小和原生动物比例增加对浮游动物小型化的贡献程度。项目成果有助于探明象山港浮游动物群落的长时间演变规律及原因，对全面深入认识富营养化海区浮游食物网结构、变化规律和调节机制具有重要意义。

该项目聚焦海湾中型浮游动物小型化问题，从原生动物粒径和相对丰度角度解析浮游动物变化的原因，最终揭示浮游动物变化对浮游生态系统物质和能量传递效率的影响。项目组利用 1980-2019 年近 40 年的历史数据揭示象山港中型浮游动物个体小型化主要发生在夏、秋季的港底、港中部，这正是无机氮和水温同步升高显著的季节和区域，表明富营养化和高温的共同胁迫是中型浮游动物小型化的理化因素。将影响中型浮游动物的因素分为理化因素、总叶绿素浓度、原生生物粒径和原生动物相对丰度，研究它们对浮游动物大小、丰度和生物量时空变异的解释度发现：浮游动物大小的变化仅由理化因素解释，其中温度是最重要的驱动因素，两者呈显著负相关；浮游动物丰度同时由理化因素和原生生物粒径解释，温度、硅酸盐浓度和小粒径原生生物（<20μm）密度促进中小型浮游动物丰度增长；浮游动物生物量由理化因素和原生生物相对丰度解释，但由于原生动物相对丰度低，相关性不显著。因此，浮游动物变化主要受理化因素驱动；生物因素中，原生生物粒径比原生动物相对丰度对浮游动物小型化的驱动更明显。浮游动物变化与总叶绿素浓度无相关性，结合象山港浮游植物、浮游动物及渔业资源的历史变化认为：象山港浮游动物小型化导致大粒径浮游植物缺少有效的摄食控制，导致初级生产力无法有效地传递到较高营养级的浮游动物和鱼类；同时引起湾内藻华加剧。本项目的结果可为海湾生态系统空间管理提供科学依据。