《全球變暖對海洋微型浮遊動物攝食浮游植物的影響》是依託廈門大學，由陳炳章擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：全球變暖對海洋微型浮遊動物攝食浮游植物的影響
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳炳章
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
全球變暖導致了海洋浮游植物生物量和初級生產力的下降以及貧營養區的擴張。根據異養生物的個體新陳代謝水平應比自養生物的新陳代謝水平隨溫度升高增加得快的理論，本項目的核心問題即為探究全球變暖是否導致微型浮遊動物在群落水平上對浮游植物的攝食效應（浮遊動物的比攝食率/浮游植物的比生長率）增強。我們將結合生態理論分析已有的資料庫來確認微型浮遊動物個體攝食率隨溫度的變化關係，以及全球範圍內微型浮遊動物生物量與溫度和葉綠素的定量關係，從而建立一個群落水平上微型浮遊動物比攝食率與溫度和葉綠素濃度的半機制模型，並與稀釋法實驗得出的統計關係相比較。我們還計畫進行溫度調控的海上稀釋法實驗和圍隔實驗來確認數據分析得出的結果，最終探明微型浮遊動物對浮游植物的攝食是否隨海水升溫而增強，從而導致浮游植物生物量的下降和全球大洋貧營養區的擴張。
結題摘要
本項目按照項目任務書的要求，採用多種手段（數據集成分析、現場控溫稀釋法實驗、小尺度圍隔長期培養實驗）針對核心科學問題：“全球變暖是否增強微型浮遊動物在群落水平上對浮游植物的攝食效應”進行了多角度研究。通過對全球現場稀釋法數據的集成分析，我們發現：在控制了葉綠素的影響後，浮游植物生長率的活化能（即浮游植物生長率隨溫度升高而升高的速率, 0.36 ± 0.05 eV）確實顯著低於個體微型浮遊動物攝食率的活化能（0.67 ± 0.05 eV），而微型浮遊動物的生物量在相同的浮游植物生物量水平下隨溫度上升而下降，導致在群落水平上微型浮遊動物的攝食率的活化能與浮游植物的相近，從而推翻了原來認為溫度會增強微型浮遊動物對浮游植物攝食壓力的假設。但在富營養海域，由於微型浮遊動物的食物來源不限於浮游植物，溫度仍然會增強微型浮遊動物對浮游植物攝食壓力。但在寡營養海域，微型浮遊動物對浮游植物的攝食壓力隨溫度無明顯變化甚至降低。我們還發現微型浮遊動物對浮游植物攝食的半飽和常數不隨溫度有顯著變化。通過對廈門近海的浮游植物群落進行一年的溫度調控的稀釋法實驗，我們發現，與前人研究和全球數據分析結果相反，浮游植物生長率和微型浮遊動物攝食率對短期溫度變化的回響的活化能均相近（~0.65 eV），暗示溫度升高不會影響微型浮遊動物對浮游植物的攝食壓力。為進一步考察浮游植物生長率的活化能，我們收集整理了大量實驗室的浮游植物生長率與溫度的數據並利用非線性混合模型進行分析，發現：（1）在種內水平上，浮游植物生長率的活化能更接近於0.65 eV而非0.32 eV；（2）浮游植物存在對低溫的適應（Krogh’s效應），即冷水種在相同溫度下生長速率超過暖水種，從而在種間水平上總體呈現出較低的活化能；（3）不同浮游植物類群存在顯著的生長率和活化能的差異（如綠藻具有較低的種內活化能）。與實驗結果相比對，實驗室數據的分析結果可以支持在廈門近海所觀察到的浮游植物生長率較高的活化能，但同時也暗示廈門近海不同季節之間浮游植物群落可能不存在明顯的冷水種－暖水種的演替。我們同時還比較了微微型浮游植物生長率的活化能和其他大粒徑浮游植物的活化能，發現微微型浮游植物具有稍高的活化能。本項目已發表4篇相關SCI論文，其中兩篇發表在海洋學top期刊Limnology and Oceanography上，尚有部分工作仍在進一步整理中。
