南海北部陆坡区浮游动物类群结构及其影响因素

来源 :中国科学院大学(中国科学院海洋研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:ylmny
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浮游动物是海洋浮游食物网、物质循环和能量流动的关键组成部分,其生物量水平和类群结构在很大程度上影响着碳循环的输出效率。南海北部海域是中尺度涡的高发区域,中尺度涡对海洋生态系统具有显著影响。本研究围绕南海北部陆坡海域进行了春季、夏季和秋季3个季节航次的采样,通过浮游动物图像扫描ZooScan系统分析了浮游动物的生物量水平、粒径和类群结构,结合物理水文、化学和生物参数讨论了影响南海北部陆坡浮游动物的因素。春季,南海北部陆坡海域受到反气旋式暖涡的影响,根据遥感图像、实测温度和盐度结果将采样站位划分为暖涡内、暖涡边缘和暖涡外区域。浮游动物湿重、干重和碳生物量平均分别为43.32±20.44 mg m-3、3.39±2.14 mg m-3和1.36±0.83mg C m-3。暖涡内部浮游动物生物量显著低于暖涡边缘和暖涡外围(p<0.05)。浮游动物丰度和体积生物量平均分别为573.2±284.8 ind.m-3和92.2±38.9 mm3 m-3,水平分布与生物量分布基本一致,但暖涡内部和暖涡边缘差异不显著(p>0.05)。0.2-0.5 mm粒径丰度占绝对优势,平均比例64.9%,随粒径增加丰度比例逐渐降低。大粒径浮游动物体积生物量贡献率较高,2-5 mm和1-2 mm粒径浮游动物所占比例平均分别为39.5%和33.3%。暖涡内部和暖涡外围浮游动物粒径组成存在显著性差异(p<0.05)。基于丰度结果,桡足类、夜光虫和被囊类浮游动物是三大优势类群,所占比例平均分别为69.1%、7.0%和3.4%;基于体积生物量结果,桡足类、毛颚类和水母类浮游动物是三大优势类群,所占比例平均分别为52.8%、17.1%和8.3%。暖涡内部和暖涡外围浮游动物的类群组成存在显著性差异(p<0.05)。不同粒径浮游动物的类群组成存在较大的差异,小粒径浮游动物中桡足类占绝对优势,但大粒径浮游动物中桡足类比例显著降低,毛颚类和水母类的贡献比例增加。研究结果还表明,小粒径浮游动物受暖涡影响更显著,而大粒径浮游动物则存在显著的昼夜变化。桡足类、端足类和介形类浮游动物均存在昼夜变化,但只有虾类浮游动物具有显著的昼夜差异(p<0.05)。夏季,南海北部陆坡海域受到中尺度涡对的影响,结合遥感图像和实测结果将采样站位划分为暖涡区、锋面区、冷涡区和陆架区。浮游动物湿重和干重生物量平均分别为63.55±31.92 mg m-3和9.13±4.75 mg m-3。浮游动物丰度和体积生物量平均分别为1328.6±842.2 ind.m-3和156.3±100.6 mm3 m-3,水平分布差异大,暖涡区丰度和体积生物量最低,陆架区、锋面区和冷涡区均较高,并且在冷涡区和暖涡区均存在显著性差异(p<0.05)。0.2-0.5 mm粒径丰度所占比例平均为72.4%,在锋面区和陆架区比例明显高于暖涡区;1-2 mm和2-5 mm粒径浮游动物体积生物量高,所占比例平均分别为35.9%和31.3%。基于丰度结果,桡足类、卵和夜光虫浮游动物是三大优势类群,所占比例平均分别为67.0%、4.5%和3.8%;基于体积生物量结果,桡足类、毛颚类和水母类浮游动物是三大优势类群,所占比例平均分别为50.3%、14.5%和9.6%。ANOSIM分析表明陆架区和暖涡区浮游动物的类群组成存在显著性差异(p<0.05)。不同粒径浮游动物的类群组成存在差异,小粒径浮游动物中桡足类明显占优,随着粒径增加比例降低,大粒径中毛颚类、水母类和虾类所占比例增加。浮游动物垂直分布结果表明,丰度和体积生物量主要集中在100米以浅水层,并且浅水层小粒径浮游动物比例高,深水层大粒径比例高。秋季,南海北部陆坡浮游动物湿重、干重和碳生物量平均分别为72.97±41.63 mg m-3、10.41±5.07 mg m-3和3.49±1.72 mg C m-3,水分分布高值主要集中在西北部。浮游动物丰度和体积生物量平均分别为662.5±259.9 ind.m-3和112.7±35.8 mm3 m-3,体积生物量在东南部较高。0.3-0.5 mm和0.5-1 mm粒径浮游动物丰度比例高,平均分别为57.1%和35.8%;1-2 mm和2-5 mm粒径浮游动物体积生物量比例高,平均分别为33.2%和32.1%。基于丰度结果,桡足类、有孔虫和毛颚类浮游动物是优势类群,所占比例平均分别为65.3%、8.0%和4.5%;基于体积生物量结果,桡足类、毛颚类和虾类浮游动物是优势类群,所占比例平均分别为37.6%、16.4%和8.5%。小粒径中桡足类占绝对优势,随粒径增加比例降低,毛颚类、水母类和虾类比例增加。浮游动物垂直分布结果显示,丰度和体积生物量主要集中在100米以浅水层,浅水层小粒径浮游动物丰度和体积生物量比例高、深水层大粒径比例高。研究结果还表明浮游动物昼夜变化明显,浅水层浮游动物丰度和体积生物量为夜间高、白天低,而深水层则表现为夜间低、白天高的趋势,并且大粒径浮游动物昼夜变化更明显。桡足类、毛颚类和介形类浮游动物存在明显的昼夜差异,但只有虾类浮游动物体积生物量在夜间显著高于白天(p<0.05)。总的来说,南海北部陆坡浮游动物湿重生物量和干重生物量的季节变化是秋季>夏季>春季,季节平均分别为58.65±33.16 mg m-3和7.35±5.06 mg m-3。浮游动物丰度和体积生物量的季节变化是夏季>秋季>春季,平均分别为872.2±645.0 ind.m-3和121.1±71.9 mm3 m-3。浮游动物生物量和丰度季节变化不同,主要原因是物理过程的差异,进而引起浮游动物粒径组成和类群组成的季节差异。春季研究海域受到寡营养暖涡的影响,浮游动物水平最低;而夏季由于中尺度涡对将大量珠江冲淡水携带至该海域,小粒径浮游动物比例高、胶质类浮游动物比例高,秋季恰恰相反。
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