控制生態系實驗

在人為控制條件下,研究某一自然水生生態系的結構、功能及其變化規律的一種實驗方法。又稱圍隔式生態系實驗。利用這種裝置可以從浩瀚的海洋中分離出一塊完整的環境,因之也稱為微宇宙。它可用來研究海洋環境科學海洋化學海洋生態學等領域的許多理論和實踐問題。

簡介,參考書目,

簡介

控制生態系實驗裝置,最初是為了進行浮游生物自然生態研究而建立的。20世紀60年代中期以來,由於海洋污染日趨嚴重,污染對海洋生態系的影響成了人們關注的新課題,開展了現場調查和室內模擬實驗。但室內實驗大多是用單一生物種類、單一污染物進行,所用污染物濃度偏大、時間又短,所得結果難以解釋自然界的實況。現場調查,又因自然因素複雜多變,除了災害性污染事故外,很難區分污染和自然因素對生態系的影響。為了闡明慢性污染對生態系的影響,必須有新的實驗方法和裝置。1972年,控制生態系污染實驗(簡稱CEPEX)被正式列入國際海洋考察十年研究規劃中,美國、加拿大、日本等國,利用建在加拿大維多利亞薩尼奇內灣的CEPEX 裝置,開展了外加污染物汞、銅、鉛、石油等對實驗裝置中自然生態繫結構影響的研究工作。隨後有更多的國家建立了類似的實驗裝置,除繼續進行有關污染實驗外,還進行了海-氣界面、水-沉積物界面相互關係、化學海洋學和生物海洋學等的研究。中國國家海洋局第三海洋研究所、山東海洋學院和廈門大學等單位同加拿大科學家合作,於1984~1987年在廈門進行圍隔式生態系實驗工作。
圍隔式實驗裝置有多種類型,但目前最流行的是用乳白色、透明、柔軟、無毒的聚乙烯制的大塑膠袋裝置。能裝水幾十噸到2000多噸不等,在污染的研究方面,以盛水60噸的裝置較普遍。
實驗裝置,通常安放在風浪較小,海流流速較低,水較深,遠離污染源、且對該海區的自然生態系已有一定了解的水域。
實驗方法大致是:將塑膠袋及其組件運到指定海區後,由潛水員將塑膠袋由下往表層拉起來,其中應儘量保證各水層生態結構的完整性;在加入污染物前,先對袋內生物種類及理化因子進行測定,添加污染物後,再定期觀察和測定。實驗周期一般視實驗生物的生活周期及其世代而定。
目前所用的這些實驗裝置都將內外水體隔開,缺乏正常的平流、紊流和鹽度等自然變化,系統內動植物也不能象正常情況下活動,所以實驗獲得的結果尚不能完全反映自然條件下生態系的動態;大型實驗裝置經費昂貴,對實驗現場條件要求也高。除應繼續改進實驗裝置外,還應根據研究課題實際需要選擇儘可能小的裝置。

參考書目

George D.Grice, Michael R. Reeve, Marine Mesocosms Biological and Chemical Research in Experimental Ecosystem, Springer-Verlag ,New York,1982.

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