IOCAS-IR  > 海洋生态与环境科学重点实验室
浮游动物的深海适应性和生态化学计量学基础研究
陈蕾
第一作者单位中国科学院海洋研究所
学位类型博士
导师李超伦
2018-05
学位授予单位中国科学院大学
学位授予地点中国科学院海洋研究所
学位名称理学博士
关键词浮游动物 热带西太平洋 生态化学计量学 中深层 上层
摘要


摘  要 
本论文的目的和意义是:研究热带西太平洋中深层与上层浮游动物不同的适
应特征,有利于更好的认识中深层大型浮游动物的生态习性,为深入探究其生态
响应提供背景资料。研究热带西太平洋上层浮游动物各类群的生物学特征参数
(个体大小、营养级和饵料元素组成)与其化学计量组成之间的相关关系,为生
态化学计量学理论提供海洋案例的补充,为该理论更好得应用于大洋生态过程的
研究打下基础。同时,基于浮游动物与其饵料元素组成的差异,评估浮游动物各
类群受到的不同程度的潜在营养限制,并对前期的实验结果代表性浮游动物在营
养限制条件下的响应进行深入讨论,为营养变动对浮游动物群落演替的影响的预
测和解释提供基础数据。主要内容如下: 
海洋中深层具有有限的饵料资源,被认为是世界最严酷的环境之一。相反,
海洋上层具有丰富的浮游动物和饵料供给。本研究在热带西太平洋 11°N,  139°E
附近海域,获取中深层和上层浮游动物类群,从摄食类型、类群间的营养生态位
分化和生长表现三方面研究其不同的适应特征。结果表明,中深层浮游动物类群
具有更大范围的 δ 15 N  和  δ 13 C 值,表明其具有更多样的摄食类型。这对于深海
生态系统中的浮游动物来说是至关重要的,多样的摄食类型使得它们可以充分得
利用有限资源(例如:海雪和桡足类粪便)。上层浮游动物类群的营养生态位重
叠程度较低,表现出了较高水平的营养生态位分化。增加生态位分化程度是能有
效减少种间竞争,维持浮游动物共存的机制之一。生态化学计量学方面的结果显
示,中深层浮游动物的大多数类群与在上层中与其具有相似分类地位的类群相比,
具有更高的 C:P 和 N:P 的比值,这表明了中深层浮游动物具有较低的最大生长速
率。较低的生长率减少了中深层浮游动物对有限资源的消耗,而上层浮游动物更
高的生长率促进了其在上层快速占用丰富的饵料资源,进而实现种群繁荣。 
同时,对于上层获得的 19 个主要浮游动物类群,探究其元素组成(C:P,,C:N,
和 N:P)与其个体大小、营养级和饵料元素组成之间的相关关系。研究结果表明,
浮游动物的元素组成存在类群特异性。非胶质类浮游动物的 C:P 和 N:P 值与他们
的等效球型直径(Equivalent Spherical Diameter, ESD)呈反比关系,与他们所处的营养级呈线性负相关关系。同时,非胶质类浮游动物对 C:P 值具有弱的内稳态
调控能力,而其 C:N 值保持相对稳定。RDA 分析发现,相比于 ESD 和营养级,
浮游动物的元素组成与他们的饵料元素组成之间的相关关系更强。浮游动物元素
组成受到饵料元素组成的影响,浮游动物的元素需求与其饵料的元素供给可能会
使浮游动物面临营养限制的压力。本研究发现非胶质类浮游动物受到潜在的 N
和 P 的限制(P 限制更强),而且存在弱的协同效应。相反,胶质类浮游动物并
不受到潜在的 P 限制。不同类群面临不同的潜在营养限制为热带西太平洋群落演
替驱动因子的研究提供了有价值的启发。 
热带西太平洋各类群浮游动物潜在营养限制的研究结果与前期的实验结果
“胶质类与非胶质类代表性生物在营养限制条件下的响应”一致,对该室内研究结
果进行深入讨论,为不同类群浮游动物受到的不同潜在营养限制的影响机理提供
启发。营养失衡是指消费者的元素需求与饵料供给之间的错配。这种营养比例的
失衡有可能会沿食物链传递,使更高营养级的生物受到营养限制的影响。我们前
期的室内实验从生长、致死时间和元素内稳态三方面评估了胶质类代表性生物海
月水母(Aurelia sp.1)碟状体和牙鲆(Paralichthys olivaceus)仔鱼对营养限制的
响应。非胶质类的牙鲆仔鱼比胶质类生物海月水母的碟状体受到营养限制的影响
更强,这与在热带西太平洋不同类群浮游动物潜在营养限制的研究结果一致。导
致这种现象的原因可能是水母与仔鱼不同的身体构造导致不同的元素需求,进而
使得不同生物对营养限制的耐受性不同。另外,褶皱臂尾轮虫(Brachionus 
plicatilis)作为饵料,在 P 限制组,其具有最低的氨基酸含量和最高的脂肪酸含
量,这种氨基酸含量(而不是脂肪酸)的减少可能对牙鲆仔鱼的生长和存活产生
抑制效应,其是营养限制条件下饵料质量重要的评价指标。 

学科门类理学 ; 理学::海洋科学
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/154538
专题海洋生态与环境科学重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
陈蕾. 浮游动物的深海适应性和生态化学计量学基础研究[D]. 中国科学院海洋研究所. 中国科学院大学,2018.
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