黄河三角洲南部潮间带底栖生产力研究

论文摘要

潮间带处在陆地与海洋的过渡地带,其生态环境复杂多变。初级生产力代表着初级生产者生产有机物质的能力,在全球碳循环中起着重要作用,对全球气候变化有着深远影响。黄河三角洲潮间带生产力的研究结果,为渤海生物资源的开发、增殖和合理利用提供重要资料,和潮间带科学养殖提供理论基础。本文于2007年9月、2008年4月和2008年7月调查黄河三角洲潮间带海水温度、盐度、光照、营养盐和叶绿素a,沉积物粒度和叶绿素a,以及底栖动物,于2007年7月至2008年7月对潮间带进行定点监测,研究潮间带区域初级生产和次级生产特征,及其影响因素。主要结果和结论如下：1.潮间带环境因子黄河三角洲潮间带年平均水温为17.3℃,变化范围为4.6℃（2007.12）～33.7℃（2007.8）；日平均光照的变化范围为387～851μEm-2 sec-1（平均值636μEm-2sec-1）,海水盐度平均值为27.0（24.0～29.8）。水体温度夏季最高,冬季最低；盐度冬季最高,秋季9月最低。黄河三角洲潮间带表层沉积物类型主要为粉砂,由近岸向海洋沉积物粒径变粗。表层沉积物的平均中值粒径2007年9月、2008年4月、2008年7月变化范围分别为0.030～0.081 mm（0.045±0.014 mm）；0.025～0.067 mm（0.043±0.013 mm）；0.030 mm～0.069 mm（0.047±0.013 mm）。沉积物中值粒径2007年与2008年显著不同,2007年中值粒径年平均值为0.037mm（0.035～0.039 mm）,而2008年平均值为0.051 mm（除2008.5）。沉积物粒度中值粒径随深度变化不显著,各层沉积物类型以粉砂为主。2.叶绿素a的时空分布黄河三角洲南部潮间带上覆海水中叶绿素a含量变化范围为1.582～6.275mg/m3（平均值为3.759 mg/m3）,以2007.7最高,2008.4月最低。沉积物叶绿素a的浓度随深度的增加而降低,表层1cm为5.255μg/g,底层为0.157μg/g；结果表明,89.5%的叶绿素a分布在上层10 cm内,其中沉积物表层1cm内样品的叶绿素a含量分别占上层10cm和整个柱状样总含量的35.3%和31.6%。黄河三角洲潮间带近岸区域底栖叶绿素a含量呈现由北向南逐渐增高的趋势；秋季和夏季叶绿素a含量由潮上线到潮下线呈现下降趋势,变化范围分别为4.749～0.426μg/g（平均值为1.591μg/g）,和5.195～0.307μg/g（平均值为1.832μg/g）；春季叶绿素a浓度由潮上线到潮下线呈现上升趋势,变化范围为0.623～8.734μg/g（平均值为2.542μg/g）。沉积物表层0～0.5 cm和0.5～1 cm的叶绿素a含量变化范围分别为1.398～6.794μg/g和0.630～3.342μg/g。表层0～0.5 cm的叶绿素a浓度高于0.5～1cm沉积物中叶绿素a浓度,平均为2倍。3.叶绿素a分布的影响因素黄河三角洲潮间带4月上覆海水DIN：P为361.4,7月DIN：P为42.4,9月DIN：P为249.5,由此推测,磷为黄河三角洲潮间带的首要限制元素。在众多因素的共同作用下,上覆海水中叶绿素a的分布受到水体中磷酸盐、悬浮物、温度及盐度的影响；且与水体中磷酸盐、悬浮物的含量成负比关系,而与水体中温度、盐度成正比关系。黄河三角洲潮间带底栖叶绿素a分布的影响因子为粒度及稳定性,即松软、平整、稳定的沉积物表面有利于底栖微型藻类的生长和繁衍。4.潮间带生产力潮间带大型底栖生物共鉴定出15种,其中软体动物为优势物种。生物量：夏季>春季>秋季。各断面大型底栖动物生物量自潮上线逐渐增加,潮间带中部生物量达到最大值,而后逐渐降低。蛤蜊多分布在潮间带中下部。黄河三角洲潮间带浮游藻初级生产力的范围为0.2～29.6mgC·m-2·d-1,平均值为5.7 mgC·m-2·d-1。底栖初级生产力平均为79.507 mg/m2/h,是水体年平均初级生产力的6973.7倍。潮间带大型底栖动物年平均丰度为200 ind/m2,年平均生物量为63.21 g/m2,年次级生产力为35.35 g/m2/a。四角蛤蜊的年次级生产力为24.64g/m2/a。5.四角蛤蜊食物来源以LB站位为例,表层1 cm叶绿素a含量为72.047 mg/m2,是海水中（3.759mg/m2）的22.7倍；以藻度密度计算,上覆海水中的初级生产者以底栖藻居多,其丰度约占68.3%。由此说明,黄河三角洲潮间带含有极高的底栖藻分布,这可能为大型底栖动物提供了丰富的食物来源。四角蛤蜊肌肉组织的d13C值变化范围为-18.73×10-3～21.02×10-3,平均值为-19.82×10-3。2008年7月潮间带底栖藻d13C值为-22.93×10-3,浮游藻d13C值为-17.74×10-3。经过计算和分析结果表明,研究区域四角蛤蜊主要以底栖藻为食物来源。这一结论与区域水体和沉积物中叶绿素a的分布特征相互印证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 引言
• 1 文献综述
• 1.1 潮间带生态系统的研究
• 1.1.1 潮间带生态学的研究进展
• 1.1.2 潮间带生产力的研究
• 1.2 稳定同位素方法在潮间带食物网研究中的应用
• 1.3 黄河三角洲研究概况
• 1.3.1 环境因素
• 1.3.2 初级生产者
• 1.3.3 消费者
• 1.4 本研究的目的、意义及内容
• 2 研究方法
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 采样航次及站位设置
• 2.1.2 样品采集及保存
• 2.1.3 样品测定方法
• 2.2 误差分析
• 2.3 应用软件
• 3 黄河三角洲潮间带环境因子的时空分布
• 3.1 潮间带气象、水文等非生物参数的变化特征
• 3.2 沉积物理化性质
• 3.2.1 沉积物类型的分布特征
• 3.2.2 沉积物中值粒径的分布特征
• 3.2.3 潮间带稳定性
• 3.3 小结
• 4 黄河三角洲潮间带叶绿素a的时空分布特征
• 4.1 海水中叶绿素a含量的时间变化
• 4.2 底栖叶绿素a的时空分布
• 4.2.1 沉积物中叶绿素a垂直变化
• 4.2.2 表层沉积物中叶绿素a的时空分布
• 4.3 小结
• 5 叶绿素分布的影响因素
• 5.1 上覆海水中叶绿素分布的影响因素
• 5.2 底栖叶绿素分布的影响因素
• 5.2.1 沉积物粒度
• 5.2.2 沉积物稳定性
• 5.3 小结
• 6 黄河三角洲潮间带的生产力估算
• 6.1 初级生产力
• 6.1.1 水体初级生产力
• 6.1.2 底栖初级生产力
• 6.1.3 潮间带总初级生产力
• 6.2 次级生产力
• 6.2.1 潮间带底栖生物的分布格局
• 6.2.2 四角蛤蜊的习性及生长曲线
• 6.2.3 次级生产力的估算
• 6.3 小结
• 7 四角蛤蜊的食物来源
• 8 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 发表的学术论文