胶质浮游动物研究的新技术方法及其进展
9页1、从本学科出发,应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性,便于研究生提出新见解,特别是博士生必须有创新性的成果胶质浮游动物研究的新技术方法及其进展胶质类浮游动物具有摄食率高、种群数量大、粪便颗粒下降迅速等特性,使得它们在碳的生物循环中起着比其他浮游动物更大的作用。胶质类浮游动物以粪便和粘液的形式在有机物的垂直传递过程中起着重要的作用,而这些物质下沉到深海为底栖生物提供了丰富的食物来源。水母是一类透明易碎的胶质浮游动物,作为胶联盟质类浮游动物的一大类群,水母种类多、数量大、分布广,在浮游动物群落中占有相当重要的地位,尤其在海上生物食物链中具有突出贡献。 水母生长速度快、天敌少,蔓延十分迅速。它们会大量猎杀和摄食浮游动物以及鱼类的卵和幼体,一旦暴发,会使得水域中浮游生物的数量短时间内大量减少。由于水母和许多鱼类及其仔鱼存在摄食竞争,因此当水母大量增加时,食物链中原本该流向鱼类的那部分能量被水母消耗,导致鱼类仔鱼和稚鱼无法正常生长发育,使得渔业资源得不到及时补充,影响海洋渔业生产。除此之外,水母暴发还会影响到沿海的一些核电站、海水淡 化厂、化工厂,甚至海上航行船舶的正
2、常运行,因为 这些设施都需要大量的海水进行冷却,而水母的暴发会使冷却系统堵塞。水母的暴发不仅会导致一系列的经济和社会问题, 更会对海洋生态系统的结构和功能造成严重破坏。胶质浮游动物一般具有世代交替的繁殖特性,生活史非常复杂。比如胶质水母在水中排出精子和卵子,进行有性生殖,随后就死亡了。水母幼体沉到海底,变态成为水螅体。生活在海底的水螅体只有几个毫米大小。水螅体能够进行无性繁殖,由水螅体产生水螅体,它们也能通过无性生殖产生碟状幼体,碟状幼体再发育成小水母。然而许多环境因素影响着水螅体的生殖,水螅体能否产生碟状体受制于很多环境条件,碟状体能否发育成小水母能产生多少小水母同样受制于很多环境条件。近几十年来,全球多海域水母频发现象,引起了各沿岸国家高度重视,越来越多技术被用于水母暴发研究。本文总结了目前常见的几种胶质水母暴发研究的新技术,对比了这几种技术的长处与不足,并且结合不同技术的优点提出了一套针对预警水母暴发的方法,希望能够找为研究水母暴发提供新的思路。1 胶质水母研究的新技术方法及其进展 网具监测在调查海域利用分拖网、帆张网、定置网等网具分站点进行拖网调查。这种传统的检测方法多集中于研
3、究胶质水母的种类组成、生长情况、数量分布及其生态环境效应。我国近海的水母生态研究多采用此方法,如程家骅等在XX年月日24日 和月 16日6日 在东海区进行大型水母动态的大面监测中发现了东海区中多管水母 ,霞水母 ,沙水母 沙海蜇 这种主要种类为高盐种类并且得知了这四种大型水母的适温范围。李建生等于200年 月上旬在8303430N、禁渔区线以东的150m以浅的东黄海海域利用底拖网进行渔业资源调查和大型水母调查,研究了东、黄海沙海蜇暴发对游泳动物群落结构的影响,发现沙海蜇暴发海域的游泳动物种类数明显少于非暴发海域,阐明了各生态类对于沙海蜇暴发的敏感性表现的差异。这种拖网研究方法虽然对大尺度分布的水母比较有效,但是这种监测会影响水母的移动过程和行为表现,而且通常耗费大量人力,物力和财力,并主要集中在暴发旺季。1.水下摄像胶质类水母易坡坏,采用多台摄像机水下布阵的摄像系统,可以不间断地观水下物体运动和动作的全过程,获得高清晰的电视图像。水下照明灯具能够提供足够的目标照度,胶质水母在水体中缓慢的移动,就可以利用水下摄像进行监测。水下摄像的监测方法优点在于分辨率高、能够反映水母的运动行为。而且胶
4、质水母的时空分布、移动过程和行为表现都可以通过水下摄像进行记录。Strickler和Hwang设计的浮游动物三维观测系统采用了多部相机来对1L体积范围内的生物进行图像采集,可以获取浮游动物的 行为特征等各种信息。Graham等开发了水母摄像系统,分辨率达到2m1m,实现了水母的原位监测。于连生等利用 “全自动数字显微成像仪”实现现场浮游生物图像的自动拍摄。对此,水下摄像的监测 技术在不断地完善,水下水母等浮游生物在水下摄像的过程中不受任何影响和控制,对于研究水母生活史以及水母幼体生长情况具有很大帮助。其缺点是视野有限,监测范围、尺度偏小,只能记录小型水母的时空分布、移动过程和行为表现,无法对水母种群以及大型成体水母进行监测。而且,水下摄像对被监测海域的水体透明度要求高,不适用于近岸及入海口等水体浑浊海域。所以此监测技术的监测范围、监测尺度、适用条件都具有一定的局限性。1.声纳成像声波在水中可传播几十公里,甚至更远,是一种较为理想的用于水下探测的信号。在高频段,在几百米的距离上可实现声纳成像。Han等建立的水母监测高分辨率成像声纳,该系统包括传感器、机顶控制盒、数据线、控制软件和便携式电
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