开展近海生态系统长期观测 引领海洋生态系统健康研究
|
|
然而，我国近海面临多重胁迫，健康状况不容乐观。随着人们对海洋资源的开发和利用，我国近海陆续出现了一系列生态和环境问题，严重威胁和影响我国沿海经济的可持续发展。近年来，我国近岸海域富营养化问题日趋严重，局部海域污染问题突出，底层水体缺氧现象不断加剧；与此同时，有害藻华、浒苔、水母等不同类型的生态灾害在我国近海多次暴发，危害严重，近海生态系统呈现动荡状态；海洋垃圾、微塑料污染等新型生态风险层出不穷；多数传统优质鱼类资源量大幅度下降，难以形成渔汛。我国近海生态环境的演变与生态系统功能退化问题已经成为制约沿海地区发展的重要因素，受到了国家和社会的高度关注。
开展近海生态系统的长期观测与系统研究，探究近海生态系统健康发展的理论、技术、方法、示范是服务于国家战略的重要举措。中国科学院胶州湾海洋生态系统定位研究站（以下简称“胶州湾站”）作为我国温带海域集监测、研究、示范于一体的综合性生态站，构建了完善的近海生态系统监测与研究平台，对胶州湾及邻近海域生态系统进行了长期观测，对海湾与近海生态系统长期变化、系统演变、驱动机理、发展趋势和应对措施开展了系统研究，揭示了维持海湾生态系统健康发展的关键过程，并提出相应的解决途径与系统方案，为我国近海生态系统的健康、可持续发展提供了重要的理论与技术支撑。
揭示中华哲水蚤度夏机制，率先提出浮游动物功能群概念
浮游动物是海洋生态系统动力学研究中的一个关键瓶颈问题，中华哲水蚤是我国近海浮游动物关键种。胶州湾站通过长期观测与研究，确定了中华哲水蚤的度夏场所为黄海中部冷水团，发现了中华哲水蚤度夏种群具备休眠特征，揭示了其完整的被动度夏过程（图 1）。该研究极大提升了我国浮游动物相关研究的国际地位，并以此为纽带将整个中国近海的浮游动物联系起来，证实了中国近海的中华哲水蚤为同一个种群的判断。对中华哲水蚤度夏的研究为其他海洋过程研究提供了重要支撑，使得中华哲水蚤主导的生态系统动力学数值模拟成为可能。相关研究获得山东省自然科学奖二等奖。
胶州湾站在国际上率先系统提出了海洋浮游动物功能群的概念和划分方法（图 2）。对海洋渔业资源至关重要的浮游甲壳类动物功能群，由于其粒径大小是与鱼类之间摄食关系中的最主要的限制因子，因此胶州湾站根据粒径大小将浮游甲壳类动物功能群再次划分为大（粒径 >5 mm）、中（粒径为 2—5 mm）、小（粒径 <2 mm）3 个亚群。大、中和小型亚群的代表种类分别为磷虾类、大型桡足类和小型桡足类，又可分别称为大型甲壳类亚群、大型桡足类亚群和小型桡足类亚群。对于非饵料性浮游动物类群，将其划分为 3 个胶质类浮游动物功能群，分别为水母类功能群、海樽类功能群和箭虫类功能群。其中，水母类功能群和箭虫类功能群与高营养层次之间竞争摄食浮游动物及其生产力；同时，箭虫类也是高营养层次的一种食物来源。海樽类功能群，是一类被动的滤食性浮游动物功能群，与其他饵料浮游动物竞争摄食浮游植物，但其本身的物质和能量不能被有效传递到高营养层次。海洋浮游动物功能群概念的引入和应用为海洋生态系统健康评估、海洋渔业资源长期变动研究和海洋生态系统动力学过程模式的建立开辟了新的路径。