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阐明胶州湾生态系统的长期演变过程与机制
以胶州湾为代表性海域,基于 30 余年的综合观测和 10 余年的系统研究,发现近百年来胶州湾地区气温呈现波动上升趋势。其中,以冬季升温最为显著,可达 0.080℃/a;胶州湾海水营养盐中氮过剩、硅缺乏,呈现出硅限制的可能性。
与此相对应,胶州湾暖水性浮游植物、甲藻等浮游植物类群的数量呈现升高趋势;浮游动物生物量同样呈现明显上升趋势,2000 年之后浮游动物平均生物量为 20 世纪 90 年代的 3.54 倍,其中以水母类浮游动物的增加最为显著(图 3)。而饵料性浮游动物,如大型桡足类的丰度平均值在 2000 年之后与 20 世纪 90 年代相比则降低了 34.5%,整个生态系统呈现“营养盐比例失衡→甲藻类增多→浮游动物小型化、胶质化”的演变趋势。
为辨析人类活动与自然变化对生态系统演变的影响,胶州湾站深入解析了胶州湾百年来的沉积讯息与环境变化的关系,发现人类活动对总有机碳、总氮、总磷、生源硅累积通量的贡献分别高达 43.5%、37.2%、37.7%、30.0%,对重金属 Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb 的平均贡献分别达 41.5%、23.5%、8.9%、48.0%、6.2%、9.8%、2.1%、21.6%,人类活动的影响主要始于 20 世纪 80—90 年代。
基于胶州湾站的相关研究,出版了专著《海湾生态系统的理论与实践——以胶州湾为例》,为揭示近海生态系统的演变机制与制定可持续发展策略提供了系统的科学认识和指导。“胶州湾生态系统长期监测与系统研究”获得海洋科学技术奖一等奖。