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揭示中國近海水母災害暴發的關鍵過程、機理及生態環境效應
針對近年來膠州灣與中國近海頻發的水母災害開展了系統研究,查明了我國近海致災水母的生物學特征、生長模式與生態適應策略,揭示了導致水母暴發的關鍵過程與調控機制、水母暴發對海洋環境和生態系統的影響途徑與機理,提出了應對水母災害的相關對策。
在水母暴發機理方面重點開展水母生活史無性繁殖階段基礎生物學和生態學研究,在水母生活史策略(圖?4)與環境變化及其關鍵調控因子研究方面取得突破。通過建立國內首個大型水母水族系統實驗平臺,率先完成對沙海蜇為主的致災水母的人工繁殖和全生活史的室內培養,獲得了沙海蜇、海月水母等我國近海致災水母主要種類的生活史策略;發現了無性生活史是影響各暴發水母種群變動的重要生活史世代,環境條件(如溫度、鹽度、餌料等)的變化對其無性生活史策略的改變起著至關重要的作用;溫度及其波動是調控致災水母由無性生活史到有性生活史的扳機,調控能量在足囊(或出芽)與橫裂生殖之間的分配。從整體上首次系統研究了影響我國?3?種致災水母生活史的關鍵過程,揭示了控制其種群數量增長的關鍵控制因素,以及其關鍵發育階段的生態適應策略,為揭示我國近海大型水母的暴發機理提供了重要的生物學基礎。
從生態系統水平上研究了我國近海水母暴發與生態系統變異之間的關系。首次系統闡明了黃海、東海沙海蜇自然種群的動態變化,并從生態系統的角度揭示了水母沙海蜇與生態系統變異之間的關系,預測水母持續暴發對我國近海生態系統演變的影響,提出應對水母災害的相關對策,提升我國在海洋生態災害過程與機制研究方面的總體水平、國際地位和影響力?。大型水母生活史策略和黃東海大型水母分布格局與生態系統變異之間的關系兩項成果先后被評為海洋與湖沼十大科技進展,相關成果被?Science?和?Nature?跟蹤報道(圖?5)。國際著名海洋生態學家Mark Costello在評價時認為,“中國的水母暴發機理的研究結果為地中海、里海等其他海域的水母災害問題提供了借鑒”。
膠州灣站在以上研究基礎上,向科學技術部報送了《我國近海水母災害情況報告與措施建議》,向中國科學院科學傳播局報送了《沿海水母暴發對核電工業的威脅及應對措施建議》,并被采用?!包S東海大型致災水母生活史及其災害發生機制”研究獲得海洋科學技術獎一等獎。