喬治淺灘和緬因灣環(huán)境對浮游動物橈足類生活史特征形成的選擇效應(yīng).pdf

1、喬治淺灘和緬因灣的橈足類生活史特征是在長期的進化過程中被自然環(huán)境所選擇并與其生活環(huán)境相適應(yīng)的。本文基于IBM模型分三部分討論了喬治淺灘和緬因灣環(huán)境對橈足類生活史特征的選擇作用。
　　 第一部分應(yīng)用橈足類普適公式構(gòu)造橈足類普適種模型，模型中加入遺傳算法，基因為普適公式中的特定參數(shù)。模型初始場采用隨機基因取值以構(gòu)造原始狀態(tài)物種所具有的各種基因組合。模型環(huán)境為實測資料固定點氣候態(tài)平均的表層溫度和葉綠素a時間序列，模型運行時間為50年，

2、無年際變化。模型輸出結(jié)果表明，喬治淺灘和緬因灣豐度居前十的種某幾個種在繁殖策略、豐度達最大值的時間、冷暖特性以及成體質(zhì)量方面與當(dāng)?shù)貙嶋H種Calanus finmarchicus、Pseudocalanus、Centropages typicus和Centropages hamatus符合的較好。對豐度居前十的種的多維尺度法和聚類法研究表明，繁殖策略是對物種進行分組的根本依據(jù)。對于采取自由產(chǎn)卵策略的種，喬治淺灘和緬因灣環(huán)境均選擇以Pseu

3、docalanus為代表的小個體冷水種；對于采取母體攜帶卵策略的種，喬治淺灘環(huán)境選擇以(Calanus finmarchicus為代表的大個體冷水種，而緬因灣環(huán)境選擇以Centropages(Centropages typicus和Centropages hamatus)為代表的中等個體暖水種。加入種的基因突變后，輸出結(jié)果過于單一化，模型有待于進一步改進。
　　 第二部分應(yīng)用基于(Centropages typicus和Cent

4、ropages hamatus的IBM模型，加入遺傳算法，討論喬治淺灘和緬因灣環(huán)境對同屬的這兩個種休眠卵策略的選擇。三個休眠卵策略選擇基因為休眠季節(jié)restsea、休眠概率restpro與休眠總時間restdur，模型運行環(huán)境仍為實測資料固定點氣候態(tài)平均的表層溫度和葉綠素a時間序列，環(huán)境無年際變化，模型運行10年達到穩(wěn)定輸出狀態(tài)。模型輸出結(jié)果表明，兩個種不論采取休眠卵策略與否，緬因灣環(huán)境都不適于其生存和發(fā)展。在喬治淺灘環(huán)境，休眠卵策略成

5、為Centropages hamatus生存的必要；而(Centropagestypicus沒有休眠卵策略也能存活。在加入休眠卵策略能量消耗的情況下，Centropages typicus放棄選擇休眠卵策略，而Centropages hamatus仍然選擇休眠卵策略以存活。Centropages hamatus選擇春季進入休眠期，休眠時間為1至2個月，即選擇冷季節(jié)休眠，所以溫度是誘導(dǎo)其產(chǎn)休眠卵的主要因子。模型結(jié)果還表明，由于(Centr

6、opages typicus繁殖率是Centropages hamatus的一倍，所以(Centropages typicus的基底死亡率遠(yuǎn)高于Centropages hamatus。這也是Centropages hamatus選擇休眠卵策略，而Centropages typicus放棄休眠卵策略的根本原因。
　　 第一和第二部分的研究發(fā)現(xiàn)死亡率對橈足類進化過程有著重要意義，因此第三部分研究喬治淺灘和緬因灣主要環(huán)境因子，對該地區(qū)

7、的主要種Pseudocalanus、Centropages typicus和Centropages hamatus死亡率的影響，環(huán)境因子包括溫度、鹽度、葉綠素a、觀測水深、C5和成體總豐度以及可能的橈足類捕食者豐度。種的豐度以及環(huán)境因子數(shù)據(jù)來源于MARMAP-ECOMON調(diào)查資料，種的死亡率為垂直生命表法計算的C5/Adult死亡率，廣義相加模型用于分析喬治淺灘和緬因灣三個種死亡率與環(huán)境因子的作用關(guān)系。模型分析結(jié)果表明，溫度和食物是喬治

8、淺灘和緬因灣三個種死亡率的最重要的影響因子。在喬治淺灘和緬因灣，食物是Pseudocalanus死亡率最重要的影響因子，溫度其次；溫度是(Centropages typicus死亡率最重要的影響因子，食物其次。在緬因灣，Centropages hamatus死亡率的最重要影響因子為溫度和Euphausiacea捕食；在喬治淺灘，Centropages hamatus死亡率的影響因子較復(fù)雜，包括C5和成體總豐度、溫度、食物等，但后者由于種

9、的C5和成體豐度比在上半年存在波動，因此Centropages hamatus死亡率計算可能違反垂直生命表法的前提假設(shè)。研究還表明，在緬因灣，Euphausiacea是一個非常重要的捕食者，Euphausiacea捕食作用對緬因灣三個種死亡率均有一定貢獻。氣候態(tài)平均死亡率與主控環(huán)境影響因子的實際空間分布形態(tài)符合的較好，從而驗證了廣義相加模型的結(jié)論。
　　 本文研究成果的科學(xué)意義為：第一次系統(tǒng)的研究了喬治淺灘和緬因灣環(huán)境對橈足類進