全球变化下北黄海中华哲水蚤种群数量增加的原因及机制

Calanus sinicus is named "key species" in China seas, playing an important role in the material and energy flows in marine ecosystems. Based on our previous studies, its population density has increased greatly during the past 50 years around in the northern Yellow Sea. However, the causes and mechanism of its population variation was still undiscovered. This study proposed three hypotheses to explain the increase of Calanus sinicus population density in the northern Yellow Sea: the increased reproductivity of local population, the reduced feeding rate by predator and the increased transportation flux from the southern Yellow Sea by the Yellow Sea Warm Current. The variation trends of sea water temperature, food available, the feeding rate of main predator and the influence of warm current were studied in order to examine the three hypotheses above. Belonging to a part of global change and population dynamics research, this study chose the important sensitive area the northern Yellow Sea as the study area and the indicator species of climate change Calanus sinicus as the target species to disclose the response model of marine plankton ecosystem to global change in the typical temperate seas.

中华哲水蚤在我国近海生态系统中具有非常重要的生态学地位，曾被列为近海浮游动物的“关键种”之一。项目组前期研究发现北黄海中华哲水蚤的种群数量大幅增加，然而原因和机制尚不清楚，是来自本地种群繁殖加快、被摄食减少还是黄海暖流输送增加呢？本研究分别从上述3种假设出发，研究海水温度、食物可利用性、摄食者和海流等对北黄海中华哲水蚤种群数量长期变动的影响机制。该研究属于全球变化和种群动力学的研究范畴，选择我国气候变化研究的一个重要敏感点北黄海作为研究海域，研究其浮游动物优势种兼气候变化指示种中华哲水蚤种群数量的变动机制，以揭示典型温带海域浮游生态系统对气候变化的响应模式和机制。

本研究选择我国气候变化研究的一个重要敏感点——北黄海作为研究海域，研究其浮游动物优势种兼气候变化指示种中华哲水蚤种群数量的变动机制，以揭示典型温带海域浮游生态系统对气候变化的响应模式和机制。研究发现近50年来北黄海中华哲水蚤种群数量显著增加，且北黄海的增幅高于南黄海和东海，表明我国近海中华哲水蚤时空分布格局可能正在逐渐改变。中华哲水蚤在北黄海的分布模式呈冷、暖季节交替模式，暖季节高峰区位于中央水团，冷季节位于沿岸水域。浮游植物是中华哲水蚤数量季节变动的可能影响因子，沿岸水域1、5月中华哲水蚤数量达到高峰，但单个体中华哲水蚤对浮游植物的摄食率较低；而8月其种群数量很低，单个体摄食率却较高，表明浮游植物是中华哲水蚤数量变动的潜在“上行控制”因子。中华哲水蚤数量的月变动与其摄食者强壮滨箭虫的数量不存在相关性，表明强壮滨箭虫的摄食并不是中华哲水蚤数量周年变动的“下行控制”因子。鱼类胃含物分析的结果表明鳀鱼、玉筋鱼和青鳞小沙丁鱼等是北黄海中华哲水蚤的主要摄食鱼类，其中3-4月玉筋鱼对中华哲水蚤的摄食率最高，5-6月鳀鱼摄食率最高，中华哲水蚤数量的月变动与浮游动物食性鱼类的数量呈正相关，表明中华哲水蚤种群数量的变动对玉筋鱼和鳀鱼等渔业资源的变动有重要影响。夏季高数量的中华哲水蚤出现于中央冷水团，暗示北黄海冷水团可能是其重要度夏区之一；而逐月采样发现沿岸海域6-7月中华哲水蚤数量很低，表明夏季中央冷水团的中华哲水蚤并不是来源于沿岸群体的补充。与历史同期相比，冬季在北黄海观测到一些浮游动物暖流指示种（如小齿海樽、肥胖 箭虫等），表明黄海暖流输送可能是冬季北黄海中华哲水蚤种群补充的来源之一。