南黄海浮游动物群落年际变动及其与ENSO关系的研究

El Niño-Southern Oscillation (ENSO) is an irregular and periodic climate change in the tropical Pacific Ocean and the most significant interannual change signal in the global climate system. Zooplankton is the cornerstone of marine ecosystem, the change of its species and quantity will lead to the change of the structure and function of marine ecosystem. In addition, zooplankton has a close relationship with climate change and is often used to indicate the effects of climate change on marine ecosystems. This project proposes to deepen and integrate a large number of field multidisciplinary historical survey data, analyze the inter-annual changes of zooplankton community and its relationship with ENSO by combining satellite remote sensing data, and reveal the impact of frequent ENSO events on the ecosystem of the South Yellow Sea. This project intends to analyze the spatial and temporal distribution pattern and interannual variation of zooplankton community in the South Yellow Sea from the perspectives of abundance, biomass and size spectrum of zooplankton. Mathematical statistical methods (e.g., generalized additive model) were used to analyze the factors influencing the temporal and spatial changes of zooplankton community in the South Yellow Sea and the regulatory mechanism, as well as the relationship with ENSO events. Based on the current research on zooplankton ecology in the South Yellow Sea, this project deepens the existing research results and provides important scientific basis for the sustainable development of the ocean and the protection of marine ecological environment.

厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）是热带太平洋不规则周期性发生的气候变化，是全球气候系统中最为显著的年际变化信号。浮游动物是海洋生态系统的基石，其种类和数量的变动会引起海洋生态系统的结构与功能的改变；同时，浮游动物与气候变化有着密切的关系，常常被用于指示气候变化对海洋生态系统的影响。本项目提出通过对大量现场多学科的历史调查资料进行深化与集成，结合卫星遥感资料，分析浮游动物群落的年际变动及其与ENSO的关系，揭示近年来频繁发生的ENSO事件对南黄海生态系统的影响。本项目拟从浮游动物的丰度、生物量和粒径谱等角度分析南黄海浮游动物群落的时空分布格局和年际变动趋势，使用数学统计方法（如广义相加模型）分析影响南黄海浮游动物群落的时空变动的因素和调控机制及其与ENSO事件的关系。本项目针对南黄海浮游动物生态学现状研究，深化已有研究成果，为海洋可持续发展和海洋生态环境保护提供重要的科学依据。

黄海是一个富饶多产的边缘海，是中国重要的海洋渔业产区。近十年黄海经历了气候变化和海温异常升高的影响，由于多年甚至长期现场观测数据的缺乏，关于气候变化对黄海生态系统影响的研究相对缺少。浮游动物是海洋生态系统的基石，其种类和数量的变动会引起海洋生态系统的结构与功能的改变；同时，浮游动物与气候变化有着密切的联系，常常被用于指示气候变化对海洋生态系统的影响。本项目整理和汇总了课题组在黄海航次调查采集的浮游生物样品，使用ZooScan图像扫描技术和镜检获得了大量的浮游动物图片和数据，数据量达到1.5TB，建立和完善了黄海浮游动物图像数据库。结合同步现场实测和遥感获取的环境数据研究了2006-2018年南黄海浮游动物群落的时空变动及其与ENSO的关系。研究结果表明：大尺度气候指数包括ONI和PDO在2014年发生转变，由之前的负值转变为正值，伴随SST升高，表层Chl a降低；春季总浮游动物的丰度、生物量均升高，与ONI和SST正相关，表明El Niño发生后次年春季研究海域SST升高有利于浮游动物尤其是小型桡足类种群的补充；夏季总浮游动物及各功能群的丰度、生物量均明显降低，与ONI和SST负相关，与Chl a正相关，表明ENSO事件（2010/11年La Niña，2015/16年El Niño）发生后次年夏季海水温度、水体垂直混合发生变动引起表层Chl a的变化导致浮游动物的数量和粒径发生改变。本项目查明了浮游动物群落的年际变动与近年来发生的ENSO事件之间的联系，揭示了气候变化对南黄海生态系统的影响。研究结果丰富了南黄海浮游动物研究的生态学内容以及浮游动物长期变化的科学认知，在气候变化和人类活动双重影响下，有利于加深人们对黄海生态系统演变的理解，为揭示黄海生态系统的支持调节功能、食物产出的关键过程等提供重要的基础资料和方法，为黄海的科学管理提供理论依据。