中国南海典型海区浮游食物网营养级结构和粒径谱特征的比较研究

浮游食物网是初级生产力向上传递的重要中间环节，了解浮游食物网结构是研究海洋生态系统中的能量流动和物质转换途径的基础。生物体稳定同位素分析技术是当前研究生态系统物质来源和食物网结构的主要研究手段之一。本课题拟利用生物体稳定性氮同位素测定营养级的技术，结合生物量谱的分析方法，比较研究中国南海几个典型海区的浮游食物网结构及其对环境变化的响应。本研究有助于了解环境变化和人类活动对海洋浮游食物网结构的影响趋势，营养级水平的生物量分析有望为研究海洋生态系统结构和功能提供一个新的分析手段。另外，本研究可以为以后利用稳定同位素技术构建南海生态系统食物网结构模型提供基础的数据。

浮游食物网是初级生产力向上传递的重要中间环节。海洋浮游生态系统中的物质循环和能量流动在很大程度上与浮游生物的粒径结构有关，开展浮游生物粒级结构及其与环境的相互作用方面的研究，对于深入揭示海洋浮游生物群落结构与功能，以及有关生物、化学、物理过程的作用机理等都具有重要的科学意义。生物体稳定同位素分析技术是当前研究生态系统物质来源和食物网结构的主要研究手段之一。本课题利用生物体稳定性氮同位素测定营养级的技术，结合生物量谱的分析方法，比较研究了中国南海典型海区的浮游食物网的粒级结构及其对环境变化的响应。.研究结果显示，南海北部典型海域浮游生物生物量与粒径在双对数坐标上有显著的线性相关性，且粒径谱参数能很好地反映浮游生物群落对环境改变的响应。1. 大亚湾浮游生物丰度粒径谱的斜率变化范围为-2.11--1.64，在养殖、港口活动、核电站温排水等人为扰动对环境影响较大的站位浮游生物丰度粒径谱更为陡峭，很好地反应了人为污染导致的浮游生物小型化现象。2. 珠江口浮游植物、浮游动物、浮游生物的丰度粒径谱斜率范围分别为-2.18~-1.33，-1.90~-0.84和-2.31~-1.75。夏冬两季，口门外浮游植物丰度粒径谱较口门内陡峭，而浮游动物和浮游生物的丰度粒径谱则较口门内稍显平缓，浮游植物丰度粒径谱参数与环境参数的关系更为密切，更适合作为环境评价指标使用。3. 南海北部浮游动物粒级结构及稳定氮同位素分析显示，外海表层颗粒有机物和分级浮游动物具有较低的δ15N值（<6‰），表明外海寡营养海域上层水体的固氮作用对氮源的贡献较近岸大。外海分级浮游动物较小的营养级分化（<0.80）显示，外海寡营养海域不同粒级浮游动物间生态位的重叠和潜在的食物竞争较近岸大。.本项目的研究结果表明，人类活动干扰对浮游生物的粒级结构有较明显影响，粒径谱斜率越陡峭说明该水域受外源干扰越严重。研究结果有助于了解环境变化和人类活动对海洋浮游食物网结构的影响趋势。另外，本研究中获得的优势种生物体积以及典型海域浮游生物的δ15N值可以为准确估算浮游生物生物量和构建南海生态系统食物网结构模型提供基础的数据支持。