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揭示中国近海水母灾害暴发的关键过程、机理及生态环境效应
针对近年来胶州湾与中国近海频发的水母灾害开展了系统研究,查明了我国近海致灾水母的生物学特征、生长模式与生态适应策略,揭示了导致水母暴发的关键过程与调控机制、水母暴发对海洋环境和生态系统的影响途径与机理,提出了应对水母灾害的相关对策。
在水母暴发机理方面重点开展水母生活史无性繁殖阶段基础生物学和生态学研究,在水母生活史策略(图 4)与环境变化及其关键调控因子研究方面取得突破。通过建立国内首个大型水母水族系统实验平台,率先完成对沙海蜇为主的致灾水母的人工繁殖和全生活史的室内培养,获得了沙海蜇、海月水母等我国近海致灾水母主要种类的生活史策略;发现了无性生活史是影响各暴发水母种群变动的重要生活史世代,环境条件(如温度、盐度、饵料等)的变化对其无性生活史策略的改变起着至关重要的作用;温度及其波动是调控致灾水母由无性生活史到有性生活史的扳机,调控能量在足囊(或出芽)与横裂生殖之间的分配。从整体上首次系统研究了影响我国 3 种致灾水母生活史的关键过程,揭示了控制其种群数量增长的关键控制因素,以及其关键发育阶段的生态适应策略,为揭示我国近海大型水母的暴发机理提供了重要的生物学基础。
从生态系统水平上研究了我国近海水母暴发与生态系统变异之间的关系。首次系统阐明了黄海、东海沙海蜇自然种群的动态变化,并从生态系统的角度揭示了水母沙海蜇与生态系统变异之间的关系,预测水母持续暴发对我国近海生态系统演变的影响,提出应对水母灾害的相关对策,提升我国在海洋生态灾害过程与机制研究方面的总体水平、国际地位和影响力 。大型水母生活史策略和黄东海大型水母分布格局与生态系统变异之间的关系两项成果先后被评为海洋与湖沼十大科技进展,相关成果被 Science 和 Nature 跟踪报道(图 5)。国际著名海洋生态学家Mark Costello在评价时认为,“中国的水母暴发机理的研究结果为地中海、里海等其他海域的水母灾害问题提供了借鉴”。
胶州湾站在以上研究基础上,向科学技术部报送了《我国近海水母灾害情况报告与措施建议》,向中国科学院科学传播局报送了《沿海水母暴发对核电工业的威胁及应对措施建议》,并被采用。“黄东海大型致灾水母生活史及其灾害发生机制”研究获得海洋科学技术奖一等奖。