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然而,我國近海面臨多重脅迫,健康狀況不容樂觀。隨著人們對海洋資源的開發和利用,我國近海陸續出現了一系列生態和環境問題,嚴重威脅和影響我國沿海經濟的可持續發展。近年來,我國近岸海域富營養化問題日趨嚴重,局部海域污染問題突出,底層水體缺氧現象不斷加??;與此同時,有害藻華、滸苔、水母等不同類型的生態災害在我國近海多次暴發,危害嚴重,近海生態系統呈現動蕩狀態;海洋垃圾、微塑料污染等新型生態風險層出不窮;多數傳統優質魚類資源量大幅度下降,難以形成漁汛。我國近海生態環境的演變與生態系統功能退化問題已經成為制約沿海地區發展的重要因素,受到了國家和社會的高度關注。
開展近海生態系統的長期觀測與系統研究,探究近海生態系統健康發展的理論、技術、方法、示范是服務于國家戰略的重要舉措。中國科學院膠州灣海洋生態系統定位研究站(以下簡稱“膠州灣站”)作為我國溫帶海域集監測、研究、示范于一體的綜合性生態站,構建了完善的近海生態系統監測與研究平臺,對膠州灣及鄰近海域生態系統進行了長期觀測,對海灣與近海生態系統長期變化、系統演變、驅動機理、發展趨勢和應對措施開展了系統研究,揭示了維持海灣生態系統健康發展的關鍵過程,并提出相應的解決途徑與系統方案,為我國近海生態系統的健康、可持續發展提供了重要的理論與技術支撐。
揭示中華哲水蚤度夏機制,率先提出浮游動物功能群概念
浮游動物是海洋生態系統動力學研究中的一個關鍵瓶頸問題,中華哲水蚤是我國近海浮游動物關鍵種。膠州灣站通過長期觀測與研究,確定了中華哲水蚤的度夏場所為黃海中部冷水團,發現了中華哲水蚤度夏種群具備休眠特征,揭示了其完整的被動度夏過程(圖?1)。該研究極大提升了我國浮游動物相關研究的國際地位,并以此為紐帶將整個中國近海的浮游動物聯系起來,證實了中國近海的中華哲水蚤為同一個種群的判斷。對中華哲水蚤度夏的研究為其他海洋過程研究提供了重要支撐,使得中華哲水蚤主導的生態系統動力學數值模擬成為可能。相關研究獲得山東省自然科學獎二等獎。
膠州灣站在國際上率先系統提出了海洋浮游動物功能群的概念和劃分方法(圖?2)。對海洋漁業資源至關重要的浮游甲殼類動物功能群,由于其粒徑大小是與魚類之間攝食關系中的最主要的限制因子,因此膠州灣站根據粒徑大小將浮游甲殼類動物功能群再次劃分為大(粒徑?>5?mm)、中(粒徑為?2—5?mm)、小(粒徑?<2?mm)3?個亞群。大、中和小型亞群的代表種類分別為磷蝦類、大型橈足類和小型橈足類,又可分別稱為大型甲殼類亞群、大型橈足類亞群和小型橈足類亞群。對于非餌料性浮游動物類群,將其劃分為?3?個膠質類浮游動物功能群,分別為水母類功能群、海樽類功能群和箭蟲類功能群。其中,水母類功能群和箭蟲類功能群與高營養層次之間競爭攝食浮游動物及其生產力;同時,箭蟲類也是高營養層次的一種食物來源。海樽類功能群,是一類被動的濾食性浮游動物功能群,與其他餌料浮游動物競爭攝食浮游植物,但其本身的物質和能量不能被有效傳遞到高營養層次。海洋浮游動物功能群概念的引入和應用為海洋生態系統健康評估、海洋漁業資源長期變動研究和海洋生態系統動力學過程模式的建立開辟了新的路徑。