南极磷虾胃含物分析进展及其在食性研究中的应用

南极磷虾(Euphausia superba Dana)丰富的生物量和所处食物网中的重要地位使之成为南极生态系统中的关键物种, 其生态作用和摄食活动越来越受到重视。南极磷虾是典型的植食性浮游动物, 同时也具有一定的杂食性, 其摄食对象会因所在海域优势浮游植物种类不同而有所差异, 有着作为浮游植物自然采样器的潜力。有关南极磷虾胃含物研究已有较长的历史, 但研究内容存在着显著的时空异质性, 研究区域极为零散, 且环南极分布不均。随着食性研究领域新兴方法的应用, 胃含物分析因方法费时、劳动密集, 且需高水平的专业知识和经验, 近年来缺乏及时且必要的研究。但作为一种检验南极磷虾短期内摄食的直接手段, 将胃含物分析这种传统的食性研究方法与脂质生物标记物、稳定同位素、聚合酶链反应(PCR)等新兴方法相结合, 可以突破单种方法的局限性, 并为后续开展相关研究提供更为准确且全面的摄食生态学信息。本研究从南极磷虾胃含物研究现状、研究方法与应用、胃含物主要组成及季节、海区、个体差异等方面进行总结和归纳, 并进一步探讨了南极磷虾作为南大洋浮游植物采集器的潜力, 为之后研究南极海洋生态系统营养动力学提供科学依据。     

1989—2018年南极布兰斯菲尔德海峡海冰时空变化分析

基于1989—2018年美国冰雪中心海冰密集度数据，分析近30年南极布兰斯菲尔德海峡及附近海域海冰分布规律及变化趋势。结果表明，布兰斯菲尔德海峡内部海冰属于1年冰，海冰密集度于2月达到最低，8月达到最高，历史上强厄尔尼诺年份与该区域海冰密集度较低的年份存在明显对应关系。对30年冰情线性拟合得到年际变化趋势，海峡内结冰月份普遍延迟，年结冰月数以减少为主。3个代表站点的海冰密集度分析结果显示，海峡内A站点海冰变化与海峡口外北部海域B站点的相关性较强，与海峡口外南部靠近威德尔海区域C站点的相关性弱。循环神经网络模型可用于预测和分析海冰密集度的时序变化，尤其是适合海冰密集度相对较低的时序分析。     

南极凯尔盖朗海台南象海豹繁殖后运动行为特征分析

南象海豹(Mirounga leonina)为南极海洋生态系统中的重要捕食者,研究该生物行为特征在生态学与生物海洋学方面有着重要意义,但针对凯尔盖朗地区南象海豹的区域性行为特点研究则少有论及。基于凯尔盖朗海台北部安置在南象海豹身上的盐度-温度-深度剖面仪(Conductivity-temperature-depth,CTD)所收集的数据,运用切换状态空间模型(Switching state-space model,SSSM)预测了南象海豹的真实水平运动状况,并分析了其觅食时对水团利用情况以及潜水特征。结果表明:水平方向上,食物资源的不均匀分布驱动南象海豹向生产力更高区域迁徙,它们主要聚集在3个生产力较高的区域进行觅食,其中凯尔盖朗海台东部的觅食区为大部分南象海豹的迁徙目标;垂直方向上,南象海豹的潜水行为不受光照水平影响且个体间运动表现差异显著,但具有频次高、深度大的特征,同时将捕食区间限制在冬季水(Winter water, WW)附近,这可能是在捕食对象分布与种间竞争之间进行权衡的结果。研究结果丰富了对凯尔盖朗群岛南象海豹繁殖后运动行为的认知,以期为今后更好地了解海洋捕食者的运动行为和生态特性,从而进一步阐释南极生态系统功能。     

北极阿拉斯加水域鱼类生态特征及其重要性评价

为了对北极鱼类的生态特征进行研究,从而科学合理地开发和管理北极鱼类资源,以现有北极阿拉斯加水域鱼类生态科学信息为基础,针对北极阿拉斯加水域104种主要鱼类,从栖息深度、营养级、昼夜垂直移动及季节性洄游、生态重要性、传统文化重要性及商业重要性等多个方面进行了分析。结果显示,大多数北极阿拉斯加海洋鱼类为中上层鱼类或中层鱼类,栖息水域多在1 000 m以浅的陆架或陆坡水域;营养级范围为3.0～4.5,处于较高和较低营养级的鱼种较少;大部分鱼类的重要性知之甚少,目前仅少量鱼种在北极海域生态系统、传统文化以及商业性渔业中起到关键作用;具昼夜垂直移动及季节性洄游特性的鱼种各占一半左右;基于聚类分析,以栖息深度、垂直移动、季节性洄游及营养级4个指标作为变量,该水域属于5个生态类群,而以生态、传统文化以及商业重要性3个指标为变量,则该水域鱼类可划分为3个类群。本研究结果可为进一步开展北极鱼类生态学研究及北极渔业资源的开发潜力评价提供数据支持,并为我国参与北极鱼类资源潜力的开发及国家权益的争取提供参考信息。