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白令海大型底栖生物多样性及其对环境变化的响应

项目名称: 白令海大型底栖生物多样性及其对环境变化的响应
项目类型: 2014年极地科学战略研究基金(自然科学青年)
项目负责人: 林和山
项目成员: 王建军; 林俊辉; 何雪宝; 黄雅琴; 李荣冠; 刘坤
项目编号: 20140309
父项目编号:
规划期:
立项时间: 2014-02-15
预期结束: 2015-12-31
实际结束:
金额(万元): 3

详细描述

   北极是对全球变化响应和反馈最为敏感的地区之一,并且具有极高的生态价值(Macdonald,1996;Carlos,2008)。最近几十年来北极海域发生了明显的异常变化,最主要的当属全球变暖背景下海冰总量及其分布范围的不断缩减,另外,石油天然气的开采、近岸污染物的排放、航运、海洋酸化、生物入侵、过度的渔业捕捞和旅游业的发展等不同程度地影响着北极生态系统的健康。
   普遍认为海洋生物群落对气候变化的响应是敏感的,与水层中寿命较短的浮游生物以及具有大范围移动能力的游泳生物相比,许多极地底栖生物具有相对缓慢的生长速度和较长的生命周期,使之受水柱生产力的年际变率和小规模波动的影响较小(Carey,1991),因此,底栖生物对生态系统的潜在变化有很好的指示作用,气候效应引起的长期变化可在几年到几十年时间尺度上的底栖群落的变化中得到体现(Dunton,2005)。
   与俄罗斯和欧美等国家相比,我国在北极海域的相关研究起步较晚,首次北极科学考察始于1999年,到现在为止我国已进行了5次北极科学考察。目前国内有关北极大型底栖生物的研究较少,仅见李荣冠等(2003)和高爱国等(2005)在首次北极考察的基础上关于白令海和楚科奇海大型底栖生物种类和数量分布的初步研究,而有关北极大型底栖群落物种多样性、次级生产力和种群动态及其对环境变化的响应的研究仍鲜见于报端。
   北极底栖生物群落的有关研究最早可追溯到1930s,前苏联科学家对欧亚-北极海域底栖生物的生物地理学、物种组成、丰度和生物量进行了综合的描述和概括性的介绍,而系统性的底栖生物生态研究始于1940s晚期至1950s早期,直到1980s,在白令海东南部和东北部以及楚科奇海进行了第一次多学科的综合性调查。近年来,为了了解人类足迹对北极海洋生物多样性的改变,国外在北极海域进行了一些相关研究,主要分析了北极海域底栖食物链以及大型底栖生物群落与水深、沉积物类型、沉降速率和沉积物特性等因素的相关关系;Frank Beuchel等(2006)利用长期的高分辨率照片资料定点观察岩相底质站位的大型底栖生物群落的时间变化,发现大型底栖生物多样性和丰度与北大西洋涛动(NAO)有关;Ming-Yi Sun等(2009)实验性地评估了因海冰覆盖面积减少引起的食物供应变化对底栖生物群落的影响。
   气候变暖及人类活动干扰将对北极生态系统产生深远的影响,进而影响我国的气候和国民经济发展。鉴于此,本项目拟通过对项目组于中国北极科考第1(1999年)、4(2010年)和5(2012年)航次期间在白令海所获得的大型底栖生物样品(含箱式样和底拖网样)进行鉴定和分析,并结合相关的文献资料和环境因子参数(如水体参数:水深、底温、底盐、初级生产力、浮游生物等,沉积物参数:粒径、有机质、硫化物、小型底栖生物、底栖硅藻、沉积叶绿素等),了解白令海大型底栖生物的群落结构、生物多样性和次级生产力的时空分布,分析水层—海底耦合和空间异质性对大型底栖生物群落的影响,探索全球变暖和人类活动干扰背景下大型底栖生物的种群动态、群落受干扰现状及其对环境变化的响应。另,项目组多名成员即将参加第6(2014年)航次的北极科学考察,将为本项目提供更为丰富、详实的数据和样品。