藻场碎屑产生机制及岛礁生态养护功能实现途径研究

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1、上海海洋大学博士学位论文学校代码：10264研究生学号：D140302030上海海洋大学博士学位论文题目：藻场碎屑产生机制及岛礁生态养护功能实现途径研究Formationalmechanismofdetritusinseaweedbedand英文题目：ecologicalconservationfunctionapplicationofislandreefwater专业：渔业资源研究方向：海洋生态、食物网、海洋牧场姓名：周曦杰指导教师：章守宇教授二O一八年五月二十一日1上海海洋大学博士学位论文上海海洋大学学位论文原创性声

2、明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日上海海洋大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权上海海洋大学可以将本学

3、位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日2上海海洋大学博士学位论文上海海洋大学博士学位论文答辩委员会成员名单姓名工作单位职称备注刘兴国中国水科院渔机所研究员主席李圣法东海水产研究所研究员委员黄硕琳上海海洋大学教授委员陈勇上海海洋大学教授委员戴小杰上海海洋大学教授委员李娜上海海洋大学讲师答辩秘书海洋生态与环境学答辩地点答辩日期2018年05月22日院B4

4、023上海海洋大学博士学位论文藻场碎屑产生机制及岛礁生态养护功能实现途径研究摘要作为海洋生态系统重要的组成部分，世界范围内的岛礁及其周边海域，尽管分布、规模以及所处海域存在差异，但普遍显示出强大的生态养护功能，其重要表现就是岛礁海域的生物资源量和物种多样性普遍高于外围海域，并呈现自岛礁近岸向外辐射状递减的分布特征。为探索其物质基础及维持机制，本研究基于“岛礁海域生物资源量和种类多样性普遍高于周边海域并呈离岛方向递减分布的特征，源于岛礁潮间带和潮下带岩礁生境独有的营养来源——大型海藻及其碎屑迁移输运与次级生产者对营养供给的

5、响应”这一科学假设，在基于上行效应的功能生态学的理论框架下，以枸杞岛基岩岛礁生境二元生产力中特有的初级生产力—大型海藻及其凋落物的关键过程为切入点，以水下原位埋袋法、稳定同位素分析、室内摄食选择实验，胃含物统计分析以及贝叶斯线性混合模型为工具，以构建涵盖碎屑食物链与牧食食物链的岛礁海域食物网为目标，结合实际现状进行下列研究：1.枸杞岛海藻碎屑化关键过程研究；2.基于碎屑食物链的初次级生产者关系研究3.岛礁海域食物网结构及其功能研究：同时，总结适用构建岛礁海域的食物网的研究框架并提供基于上行效应体系及岛礁海域食物网结构特点

6、的海洋牧场建设模式，为进一步认知基于上行效应的岛礁海域生物资源养护与多样性维持等生态服务功能、岛礁型海洋保护区功能区划的界定和高效管理提供科学依据。研究结果如下：1）枸杞岛海藻碎屑化关键过程研究大型海藻原位埋袋法与碳氮稳定同位素结果显示：大型海藻有机C含量、有机NI上海海洋大学博士学位论文含量、C/N、δ13C、δ15N等理化因子在分解过程中数值降低，大型海藻δ13C、δ15N值在时间尺度上表现出不规律变化；分解过程中，藻种间理化因子变化趋势存在显著差异不同，但δ13C、δ15N值较新鲜藻叶都存在显著差异，这种差异对整体

7、食物网能流估算会产生一定影响。沉积物分析结果表明，枸杞岛海藻场中大型海藻对沉积有机物的贡献存在季节性差异，夏季海藻凋落期大型海藻贡献率较高，秋季海藻幼苗期与春季海藻生长期，浮游植物对沉积有机物的贡献较高。夏季枸杞岛内侧和海藻场外侧（距岸线100m处）中大型海藻对沉积有机物的贡献存在空间差异，贡献率都延水深梯度降低，内侧大型海藻对沉积有机物的贡献率远大于外侧。夏季海藻凋落期岛礁内侧和海藻场外侧大型海藻对沉积有机物的贡献率范围分别为46.09~66.67%和0.79~28.65%，均值分别为53.71%和10.23%。推测这

8、种变化主要与大型海藻优势种的分布生活史密切相关：其中，从海藻覆盖率上看，内侧大型海藻覆盖度高于外侧；其次，夏季为大型海藻优势种凋落期，其碎屑贡献率较其他季节会有显著增加。2）基于碎屑食物链的初次级生产者关系研究过往利用稳定同位素研究生物关系大都基于多元贝塔分布（multivariatebetadistribution