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正文內(nèi)容

海洋生態(tài)學與可持續(xù)發(fā)展-資料下載頁

2025-05-10 05:28本頁面
  

【正文】 微食物環(huán)與主食物鏈網(wǎng)之間主要環(huán)節(jié)的貢獻。 E、小型浮游動物組成、生物量及攝食率測定。研究原生動物以外的小型浮游動物( 20-200~ μm),包括大量的無脊椎動物幼體的種類組成、生物量、時空變化,生態(tài)轉換效率、種群增長率,及作為微食物環(huán)與主食物鏈網(wǎng)之間主要環(huán)節(jié)的貢獻。 F、微食物環(huán)的營養(yǎng)動力學模型。建立表達東、黃海微食物環(huán)營養(yǎng)動力學關系的數(shù)學模型。 五、東、黃海大海洋生態(tài)系研究 實施計劃 總體設想 1999年 10月,東、黃海大海洋生態(tài)系研究正式批準為 《 國家重點基礎研究發(fā)展規(guī)劃項目 》 ,項目執(zhí)行時間為 1999- 2021年。 把東、黃海生態(tài)系統(tǒng)視為一個有機的整體,以物理過程與生物過程相互作用和耦合為核心,研究生態(tài)系統(tǒng)的結構、功能及其時空演變規(guī)律,定量物理、化學、生物過程對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響及生態(tài)系統(tǒng)對其變化的,向應和反饋機制。 選擇東、黃海典型海域為主要研究區(qū),以中華哲水蚤和提魚等生物關鍵種群為主要研究對象,圍繞資源關鍵種能量流動與轉換、浮游動物種群的補充、生源要素循環(huán)與更新、關鍵物理過程的生態(tài)作用、水層底棲系統(tǒng)耦合、微食物環(huán)的貢獻等關鍵科學問題開展多學科交叉綜合研究,擬在東、黃海生態(tài)系統(tǒng)動力學關鍵過程和生物資源補充機制研究上取得突破,為建立我國近??沙掷m(xù)發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)、合理的漁業(yè)管理體系和負責任的捕撈制度提供科學依據(jù)。 預期目標 A.總體目標 弄清我國近海海洋生態(tài)系統(tǒng)的結構、功能及其服務與產(chǎn)出,量化其動態(tài)變化及生態(tài)容納量,預測生物資源的補充量,尋求可持續(xù)開發(fā)利用海洋生態(tài)系統(tǒng)的途徑。使集多種機制于一體并具陸架特色的我國近海生態(tài)系統(tǒng)動力學理論體系和研究隊伍進入國際先進行列。 B.五年預期目標 查明東、黃海生態(tài)系統(tǒng)動力學關鍵過程,建立動力學預測模型。主要包括:食物網(wǎng)營養(yǎng)動力學過程、浮游動物補充過程、生源要素循環(huán)與更新過程、高生產(chǎn)力區(qū)關鍵物理過程、水層與底棲系統(tǒng)耦合過程、微生物二次生產(chǎn)過程及其模型等。 闡明東、黃海生物資源補充機制,為生態(tài)系統(tǒng)和漁業(yè)管理提供依據(jù)。主要包括:確認人類活動和氣候變化對生態(tài)系統(tǒng)及其資源的影響和反饋機制。 主要研究內(nèi)容 A.東、黃海關鍵物理過程對生物生產(chǎn)的影響機理 環(huán)流變異和水團消長是控制生源要素外部補充和內(nèi)部循環(huán)的物理條件,也是影響浮游動物種類組成、群落結構的重要因素,同時又是決定資源種群生活史和補充量變動的環(huán)境因子。主要研究內(nèi)容為:高生產(chǎn)力區(qū)中尺度物理過程的特性、演變機制及其在生態(tài)系統(tǒng)中的作用,重要區(qū)域海底邊界動力結構及對物質(zhì)的沉降和再懸浮作用,物質(zhì)長期輸運動力學機制及重點海區(qū)生態(tài)系統(tǒng)動力學模型的數(shù)值研究。 B.東、黃海生源要素循環(huán)與更新機制 側重于化學海洋學過程研究,重點放在對生源要素碳、氮、磷、硅等的內(nèi)部循環(huán)與更新機制及其數(shù)值模式的研究。主要內(nèi)容包括:影響東、黃海生源要素的外部補充機制與生源要素的背景場,生源要素的消耗、多級利用與再生的速率,生源要素對初級生產(chǎn)的限制機制,重要的界面附近(大氣水、鋒面與層化、沉積物 — 水)生源要素與顆粒態(tài)物質(zhì)的形態(tài)轉變與交換 /輸送通量,利用數(shù)值模式認識東、黃海生源要素循環(huán)與更新的過程與時空變化特點。 C.東、黃?;A生產(chǎn)過程與浮游動物的調(diào)控作用 研究東、黃海浮游植物初級生產(chǎn)、浮游動物次級生產(chǎn)和底棲生物生產(chǎn)等基礎生產(chǎn)過程,它們與理化環(huán)境的關系。研究異養(yǎng)微生物的二次生產(chǎn)和原生動物的攝食,了解微食物環(huán)對東、黃海主食物網(wǎng)的貢獻。研究中突出浮游動物的 調(diào)控作用。在了解浮游動物群落結構動態(tài)變化的基礎上,通過中華哲水蚤等關鍵種種群動力學的研究,了解關鍵種種群補充機制,從而為預測漁業(yè)資源的變動提供依據(jù)。根據(jù)淺海生態(tài)系統(tǒng)的特點,水層系統(tǒng)與底棲系統(tǒng)的精合過程及預測模型也將是重點研究內(nèi)容。 D.東、黃海食物網(wǎng)營養(yǎng)動力學與資源優(yōu)勢種交替機制 研究食物網(wǎng)基本結構、主要捕食者與被食者不同生命階段的食物定量關系、能量收支特征、粒徑譜與能量譜和生態(tài)轉換效率及其影響因素,建立不同生態(tài)特點的食物網(wǎng)營養(yǎng)動力學模型。以補充量動態(tài)為主,研究主要資源種群動力學特征,重點研究影。向關鍵種群早期存活的理化生物環(huán)境機制。研究捕撈、富營養(yǎng)化及其他重要人類活動對群落結構變化和資源再生產(chǎn)的影響,結合食物網(wǎng)和種群動力學研究,探討生物資源優(yōu)勢種交替規(guī)律及補充機制,建立東、黃海生態(tài)系統(tǒng)資源可持續(xù)開發(fā)與管理模型。 研究思路與創(chuàng)新性 A.研究思路 ( 1)根據(jù)東、黃海獨特的海洋地理環(huán)境,把東、黃海生態(tài)系統(tǒng)作為一個有機的整體,重點研究高生產(chǎn)力區(qū)的動力學過程和資源補充機制。 ( 2)以物理過程 — 化學過程 — 生物過程相互作用和耦合研究為核心,針對關鍵科學問題開展多學科交叉綜合研究,確認東、黃海生態(tài)系統(tǒng)動力學關鍵過程,并建立相應的預測模型。 ( 3)研究實施中,選擇(浮游植物) → 中華哲水蚤 → 鳀魚 → 藍點馬鮫等關鍵種構成的食物鏈 /網(wǎng)為本項目的研究主線,各關鍵科學問題和研究課題圍繞這一研究主線選擇相應的研究區(qū)域和研究對象,并從關鍵種、重要種類和生物群落三個層面上開展研究,使物理海洋字、化學海洋學、生物海洋學和資源生態(tài)學等多學科交叉綜合研究目標集中、步調(diào)一致,同時,對應關鍵問題開展共性問題的研究,如人類活動對東、黃海生態(tài)系統(tǒng)及其資源環(huán)境的影響,形成“點”與“面”結合的研究格局,使整個項目能夠緊緊貼近國家重大需求,為解決制約我國海洋產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸問題提供科學依據(jù)。 B.創(chuàng)新性 ( 1)致力于海洋科學 4個重要學科的交叉綜合研究,其成果將直接推動一個新的學科領域的發(fā)展,促使我國近海海洋生態(tài)系統(tǒng)動力學創(chuàng)新理論和人材隊伍的形成,使我國在海洋科學國際前沿領域發(fā)展中占居一席之地。 ( 2)以東、黃海陸架高生產(chǎn)力區(qū)為主,地域環(huán)境特殊,既具半封閉系統(tǒng)的特點,又有開放系統(tǒng)的內(nèi)涵,項目擬解決的 6個關鍵科學問題極具區(qū)域特點和學術價值。它不僅對認識我國近海生態(tài)系統(tǒng)和解決其生物資源可持續(xù)開發(fā)利用中存在的問題具有創(chuàng)新意義,它也將為全球海洋生態(tài)系統(tǒng)動力學研究提供一個典型的陸架海的研究范例,豐富世界海洋生態(tài)系統(tǒng)動力學理論體系。 ( 3)強調(diào)系統(tǒng)的整體研究、多學科交叉和關鍵資源種的重點研究。這些具有創(chuàng)新意義的學術思路,不僅能夠使該項重點基礎研究的目標明確面向國家重大需求,為海洋生物資源可持續(xù)利用提供科學依據(jù),同時更能通過集中目標、加強協(xié)調(diào),使多學科交叉綜合研究的目的能真正體現(xiàn),使生態(tài)系統(tǒng)關鍵過程的研究達到較高的深度。 C、主要技術創(chuàng)新點: ①突出資源關鍵種能量流動與轉換的定量研究,使食物網(wǎng)研究提高到了營養(yǎng)動力學水平上,并嘗試從生態(tài)系統(tǒng)水平上探討資源補充機制; ②從上行與下行控制作用和人類活動及氣候變化影響兩個方面探討生態(tài)系統(tǒng)基礎生產(chǎn)過程,浮游動物的作用及資源優(yōu)勢種的交替規(guī)律; ⑧突出關鍵物理過程與生物過程的耦合,利用數(shù)值模式,特別是動力學模型和生態(tài)模型的界面耦合技術,現(xiàn)場調(diào)查及遙感等資料與數(shù)值模型同化技術等,探討物理過程影響生源要素更新、浮游動物補充及資源動態(tài)變化的機制; ④強調(diào)邊界及界面的物質(zhì)交換速率與區(qū)域內(nèi)部循環(huán)機制的結合,探討生源要素在內(nèi)外部的循環(huán)與更新和資源補充的環(huán)境過程,認識生源要素對初級生產(chǎn)限制在富營養(yǎng)化地區(qū)的不同機制,并實現(xiàn)生物地球化學過程研究的定量化; ⑤從水層與底棲系統(tǒng)動力耦合的背景,研究生源要素的吸收及釋放、生物沉降和再懸浮、底棲食物網(wǎng)及生態(tài)系統(tǒng)結構與功能,在國內(nèi)尚屬首次; ⑥應用新技術和方法,定量微型生物過程,揭示微食物環(huán)在淺海海洋生態(tài)系統(tǒng)中作用和貢獻。 技術途徑 為了突出關鍵過程和建模研究,擬采用歷史資料分析-海上調(diào)查與現(xiàn)場試驗-室內(nèi)生態(tài)實驗數(shù)值建模相結合的系統(tǒng)研究方法,主要技術途徑如下 : A.歷史資料分析 B.海上調(diào)查與現(xiàn)場試驗 C.受控生態(tài)實驗與室內(nèi)實驗 D.遙感資料的利用與分析 E.建模 課題設置 本項目設置 12個課題: ( 1)東、黃海高生產(chǎn)力區(qū)中尺度物理過程的特性和演變機制研究 主要研究內(nèi)容:研究東、黃海不同高生產(chǎn)力區(qū)的中尺度物理過程(鋒生鋒消、上升流、層化混合等)的變異規(guī)律;水團特征及其形成和維持的物理機制;浮游動物關鍵種和資源優(yōu)勢種早期階段的流場結構、水文特征及影響此結構與特性的關鍵物理過程。 ( 2)東、黃海重點區(qū)域海底邊界動力結構及其對物質(zhì)沉降和再懸浮的作用研究 主要研究內(nèi)容:研究舟山漁場、黃海越冬場及其他高生產(chǎn)力海域的海底邊界層動力學結構:不同水文結構下潮混合對物質(zhì)的沉降和再懸浮的作用;大風過程對海底邊界層的影響及其對物質(zhì)的沉降和再懸浮的作用。 ( 3)東、黃海重點海區(qū)生態(tài)系統(tǒng)動力學模型的數(shù)值研究 主要研究內(nèi)容:東、黃海物質(zhì)的長期輸運規(guī)律;研究東、黃海營養(yǎng)鹽的收支;建立東、黃海的初級生產(chǎn)力總模型和局部區(qū)域的過程模型。 ( 4)東、黃海生源要素的循環(huán)與再生研究 主要研究內(nèi)容:研究東、黃海生源要素( N, C, P, Si等)的背景場以及影響生源要素消耗與更新的關鍵過程;研究水體與顆粒物分子 標志物與穩(wěn)定同位素及其在物質(zhì)循環(huán)中的示蹤作用;研究東、黃海重要區(qū)域中生源要素及一些痕量物質(zhì)對初級生產(chǎn)力的限制作用以及這種限制與東、黃海關鍵浮游生物種群動力學和資源優(yōu)勢種的早期生活史之間的聯(lián)系。 ( 5)東、黃海重要界面附近生源要素的輸運過程研究 主要研究內(nèi)容:研究重要界面(鋒面、層化、海 — 氣、沉積物 — 水等)附近溶解與顆粒態(tài)生源要素( N, C, P, Si等)的交換與收支,研究物質(zhì)在固 — 液相之間的分配與膠體物質(zhì)對界面交換速率的作用機制,研究生源要素通過開邊界與內(nèi)部界面的輸運與時空變化。 ( 6)東、黃海的初級生產(chǎn)、異養(yǎng)微生物二次生產(chǎn)以及微型生物生態(tài)過程研究 主要研究內(nèi)容:初級生產(chǎn)力的時空變化、控制因子及控制過程;異養(yǎng)微生物二次生產(chǎn)的時空變化、控制因子及控制過程;微型浮游動物的生物量、組成、食性與攝食強度;微食物網(wǎng)的結構、功能與能物流過程。 ( 7)東、黃海浮游動物群落結構和生物量的動態(tài)變化及其對生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控作用研究 主要研究內(nèi)容:東、黃海不同海域浮游動物群落結構的特點,種類更替和數(shù)量消長與水團和環(huán)流的關系;東、黃海浮游動物數(shù)量(生物量)的時空分布、動態(tài)變化,受控因素和受控過程;浮游動物不同功能群的構成,對浮 游植物的攝食壓力和生態(tài)轉換效率;東、黃海浮游動物的年際變化及其與中長尺度物理過程的關系,以及對生態(tài)系統(tǒng)的影響。 ( 8)東、黃海浮游動物關鍵種種群動力學和種群生產(chǎn)力研究 主要研究內(nèi)容:東、黃海浮游動物關鍵種的生活史研究(關鍵種選中華哲水蚤、小擬哲水蚤和太平洋磷蝦,分別代表 3個不同粒級和功能群);東、黃海浮游動物關鍵種種群的地理分化研究;東、黃海浮游動物關鍵種休眠和復蘇的生理機制研究;東、黃海浮游動物關鍵種種群動力學研究;東、黃海浮游動物關鍵種種群動力學模型與種群生產(chǎn)力估計。 ( 9)東、黃海底棲生物生產(chǎn)力與水層系統(tǒng)-底棲系統(tǒng)耦合過程研究 主要研究內(nèi)容:顆粒有機物(包括有生命的和非生命的)沉降通量,沉降與力過程;生物擾動對沉積物 海水界面過程的控制作用;底棲生物營養(yǎng)動力學、生產(chǎn)力級捕食者對底棲生物的攝食;底棲小食物網(wǎng)(微型生物、小型生物)對有機質(zhì)的分解礦對營養(yǎng)鹽再生的調(diào)控作用;黃、東海水層系統(tǒng)與底棲系統(tǒng)耦合模型、模擬及預測。 第 三節(jié) 海洋生態(tài)學與可持續(xù)發(fā)展 可持續(xù)發(fā)展是人類生存和社會經(jīng)濟發(fā)展的戰(zhàn)略要求; 可持續(xù)發(fā)展的概念及其內(nèi)涵; 海洋生態(tài)學與可持續(xù)發(fā)展。
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