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项目年度编号
1400580614
成果公布年份
2013
成果简介
该项目属海洋生物科学领域。全球气候变化对海洋生态系统的影响是国际海洋生态学研究领域的热点之一。浮游生物作为海洋生态系统中的重要组成部分，因其营浮游生活、缺乏主动迁移能力的生活史特征，使其成为研究全球气候变化与海洋生态系统响应机制的理想生物类群。该项目依托国家自然科学基金重大研究计划“全球变化及其区域响应”等研究课题，结合东黄海长周期、大范围海洋调查数据资料的综合分析，开展了浮游生物与全球气候变暖响应机制的研究，在研究理论和方法F:实现了原始创新，填补了中国相关研究领域空白。本项研究成果丰富了气候变化对海洋生态系统影响机制与过程的理论基础和技术支撑，促进了海洋生态学、生物地球化学等学科的发展，也为中国针对气候变化制定适应性的海洋生态系统应对策略，保漳近海生态安全提供了理论依据和技术支撑。该项目重要科学发现:(1)利用曲线拟合等数理统计原理和方法，建立了反映温度敏感性的参数体系，揭示了气候变暖对浮游动物影响的特征与机理。首次发现了浮游动物温度敏感指示种，当水温上升1℃-2℃时，指示种种群丰度可以减少95%以上，甚至消失，阐明了不同生态类群浮游动物指示种对全球变暖响应的生物学机制。气候变暖下指示种特征表现为:①温水种和多数暖温种地理分布北移；②广温性暖温种(如中华哲水蚤)高丰度峰值在东海提前消退；③亚热带、热带种丰度和出现频率增加。(2)揭示了东海浮游动物对全球变暖响应的内在机制。首次发现中华哲水蚤是气候变暖影响下，主导东海浮游动物群落结构演变的关键种。在气候变暖作用下，典型温水种或暖温种丰度大幅下降，仅广撮性暖温种中华哲水蚤优势性得以保持，揭示了春夏之交东海近海浮游动物种群呈现出中华哲水蚤单一优势种的不稳定群落的特点。(3)阐释了全球变暖引发的浮游生物变化对近海生态安全的影响。建立了估算浮游植物体积/表面积一碳模型国际标准方法及3级别摄食模型。基于该方法和模型，发现水华爆发前中华哲水蚤对有害赤潮藻有较强上行控制作用:即气候变暖导致以中华哲水蚤为代表的暖温种浮游动物数量迅速减少，使浮游动物对浮游植物的摄食压力下降，是东海春夏之交大规模赤潮频发的诱因之一。(4)揭示并阐明了全球变暖通过紫外辐射强度升高抑制浮游植物生长和光合作用的机理，发现强阳光辐射引起浮游植物藻丝体断裂，原因是过光量电子传递给细胞内氧原子后形成的活性氧自由基，这些自由基对细胞壁和其他结构中脂类的氧化:使细胞破裂:进一步形成藻丝体在破裂细胞处的断裂。而浮游动物可以通过水平或垂直的迁移策略，减轻强光辐射造成的损伤。发表专著2部，论文176篇，其中SCI收录69篇，重要论文被SCI他人正面引用197次，总他人正面引用达231次。培养博硕士30名。经第三方检验，形成的创新性成果总体达到了国际先进水平;研究成果作为重要发现被The American Naturalist,Limnology and Oceanography,Global Biogeochemical Cycles,Trendsin Microbiology和UNEP环境进展年报等介绍或正面引用。
完成单位
中国水产科学研究院东海水产研究所 天津科技大学
完成人
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