东海大规模赤潮区浮游植物薄层的形成机制及生态学意义初步研究

浮游植物薄层是指位于水体次表层的厚度仅有几厘米至几米厚的浮游植物层。随着近些年高分辨仪器和现场数据处理技术的发展，才逐渐认识到它的重要性。这一发现将使人们对浮游植物分布的认识由以往的"不均匀分布"、"斑块分布"进入"薄层分布"的崭新认识过程。浮游植物薄层位于高度集中的生物活动区，是浮游植物种群竞争、演替的关键层。同时，有多种有毒藻都呈现薄层分布的现象，这对于有害赤潮的形成可能起到至关重要的作用，所以开展浮游植物薄层研究有十分重要的意义。Durham等2009年在科学杂志上阐述了薄层形成机制，GEOHAB已将薄层中的有害藻项目列入其研究的核心计划，Anderson也将薄层列为IOC国际有害藻华项目的极为重要的进展。本项目拟通过现场调查东海浮游植物薄层的时空分布特征和控制因子，来研究薄层的形成机制，探讨薄层与有害藻华形成间的关系，为我国东海连续发生的大规模甲藻赤潮发生机制提供依据。

浮游植物薄层是位于水体次表层的厚度薄密度高的浮游植物层，近十多年随仪器分辨能力的提高而越来越多被发现并受重视。通过本研究发现中国的浮游植物薄层因东海的大规模赤潮在世界上的罕见而特别有意义。本项目已按计划完成了任务书中的研究内容和研究目标，此外，在时间广度上和区域上还研究了更多的浮游植物薄层现象。在项目设定的东海大规模赤潮区，2011年3月19日至5月26日的2个多月，进行了高频率调查，部分断面达到10次，横跨东海大规模硅藻赤潮和甲藻赤潮，解决了项目计划的所有4个研究内容：东海浮游植物薄层的分布特征、动态变化过程的控制因子、与赤潮生消的关系、生态学意义。针对2012年春季东海大规模甲藻赤潮导致福建和浙江沿海养殖的鲍鱼死亡损失超过20亿的问题，2013年4月24日至5月23日的1个多月，对4个重点断面进行了4次高频率调查，调查到了东海大规模甲藻赤潮的完整过程，再次解决了项目计划的所有4个研究内容。除了项目设定的东海区，2012年还对南黄海进行了多个断面的多次调查，2013年还对秦皇岛褐潮过程进行了4次调查。对秦皇岛的调查，取得了褐潮发生前后的浮游植物薄层的分布等。通过结合分析之前的2003年至2010年的浮游植物薄层，已取得如下重要结果：1、浮游植物薄层在东海大规模赤潮区有广泛分布（在南黄海和渤海也有分布），在每年春季都能周期性出现，在一年的春、夏、秋季都存在，在春季长时间期间浮游植物薄层并不是固定不变的，而是在时间、区域和强度上都在不断变化。2、浮游植物薄层的形成和动态变化主要受藻类的自主运动和水体的稳定（盐度密度结构）、光照等因子控制。3、东海浮游植物薄层与赤潮生消有着密切关系。大多浮游植物薄层在赤潮发生前大量形成，在赤潮发生后减少，在赤潮消散期再次少量形成，发生前形成的浮游植物薄层与消散期形成的浮游植物薄层有着不同机制。4、浮游植物薄层有着重要的生态学意义。在东海的大规模赤潮发生前检测到浮游植物薄层能预示着赤潮随后的发生。随后需要对成果进一步进行科学整理和发表，以期为我国东海连续发生的大规模甲藻赤潮发生机制提供依据。