Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Cấu hình chuỗi thức ăn pelagic tại các mức độ phong phú dinh dưỡng khác nhau và tác động của nó đến tỷ lệ sản xuất cá:sản xuất sơ cấp
Tóm tắt
Dựa trên kiến thức hiện có về phản ứng của fitoplankton với chất dinh dưỡng và quang phổ kích thước thức ăn của động vật ăn thực vật, ba cấu hình khác nhau của chuỗi thức ăn pelagic được đề xuất cho ba loại chế độ dinh dưỡng biển khác nhau: (1) hệ thống thềm lục địa, (2) hệ thống đại dương nghèo dinh dưỡng, (3) hệ thống ven biển bị ô nhiễm dinh dưỡng. Hệ thống thềm lục địa đặc trưng bởi nồng độ cao các chất dinh dưỡng thực vật và tỷ lệ Si so với N và P cao. Fitoplankton chủ yếu bao gồm tảo silic cùng với một phần đóng góp phụ của tảo lông. Hầu hết fitoplankton rơi vào quang phổ thức ăn của động vật ăn thực vật, động vật giáp xác. Do đó, động vật giáp xác ăn thực vật chiếm mức độ dinh dưỡng 2 và cá ăn zooplankton chiếm mức độ dinh dưỡng 3. Fitoplankton trong hệ thống đại dương nghèo dinh dưỡng chủ yếu được thống trị bởi picoplankton, mà quá nhỏ để bị ăn bởi copepods. Hầu hết sản xuất sơ cấp được kênh hóa qua 'vòng lặp vi sinh' (picoplankton – tảo lông dị dưỡng – tảo chân mày). Đôi khi, động vật tunicates pelagic cũng tiêu thụ một tỉ lệ đáng kể sản xuất sơ cấp. Động vật giáp xác ăn thực vật ăn tảo lông dị dưỡng và tảo chân mày, do đó chiếm vị trí chuỗi thức ăn giữa 3 và 4, từ đó dẫn đến một vị trí chuỗi thức ăn giữa 4 và 5 cho cá ăn zooplankton. Đến từ ô nhiễm tưới tiêu, sẵn có N và P tăng lên trong khi Si không bị ảnh hưởng hoặc thậm chí giảm. Tảo silic giảm độ quan trọng tương đối trong khi các đợt phát triển tảo không thể tiêu thụ vào mùa hè (Phaeocystis, tảo độc dinoflagellates, tảo prymnesiophyceae độc, v.v.) chiếm ưu thế. Đợt phát triển vào mùa xuân có thể vẫn chứa một phần đóng góp đáng kể của tảo silic. Sản xuất của tảo không thể tiêu thụ tham gia vào chu trình năng lượng pelagic thông qua chuỗi thức ăn detritus: phát thải DOC bởi sự phân hủy tế bào – vi khuẩn – tảo lông dị dưỡng – tảo chân mày. Do đó, động vật giáp xác zooplankton chiếm vị trí chuỗi thức ăn từ 4 đến 5 trong các mùa không có tảo silic. Các cân nhắc về hiệu suất sinh thái dẫn đến kết luận rằng tỷ lệ sản xuất cá:sản xuất sơ cấp nên cao nhất trong các hệ thống thềm lục địa và thấp hơn đáng kể trong các hệ thống nghèo dinh dưỡng và ô nhiễm tưới tiêu. Các tổn thất tiếp theo về sản xuất cá có thể xảy ra khi động vật zooplankton ăn thịt, giáp xác (sứa) thay thế cá.
Từ khóa
#fitoplankton #chuỗi thức ăn pelagic #sản xuất sơ cấp #ô nhiễm dinh dưỡng #động vật giáp xác #hệ sinh thái biểnTài liệu tham khảo
Azam, F., T. Fenchel, J. G. Field, L. A. Meier-Reil & F. Thingstad, 1983. The ecological role of water column microbes in the sea. Mar. Ecol. Progr. Ser. 10: 257-263.
Barber, R. T. & R. L. Smith, 1981. Coastal upwelling ecosystems. In Longhurst, A. R. (ed.), Analysis of Marine Ecosystems. Academic Press, London: 33-68.
Billen, G. & J. Garnier, 1997. The Phison river plume: coastal eutrophication in response to changes in land use and water management in the watershed. Aquat. Microb. Ecol. 13: 3-17.
Cadée, G. C., 1986. Recurrent and changing seasonal patterns of phytoplankton in the westernmost inlet of the Wadden Sea, the Marsdiep, since 1973. In Lancelot, C., G. Billen & H. Bath (eds), Water Pollution Research Report 12. Commission of the European Community, Luxembourg: 105-112.
Cadée, G. C. & J. Hegeman, 1991. Historical phytoplankton data from the Marsdiep. Hydrobiol. Bull. 24: 111-119.
Carpenter, S. R., J. F. Kitchell & D. R. Hodgson, 1985. Cascading trophic interactions and lake productivity. BioScience 35: 634-639.
Coale, K. H., K. S. Johnson, S. E. Fitzwater, R. M. Gordon, S. Tanner, F. P. Chavez, L. Ferioli, C. Sakamoto, P. Rogers, F. Millero, P. Steinberg, P. Nightingale, D. Cooper, W. P. Cochlan, M. R. Landry, J. Constantinou, G. Rollwagen, A. Trasvina & R. Cudela, 1996. A massive phytoplankton bloom induced by an ecosystem-scale iron fertilisation experiment in the equatorial Pacific Ocean. Nature 383: 495-501.
Cushing, J. D. H., 1971. Upwelling and the productivity of fish. Adv. Mar. Biol. 9: 255-334.
DeMott, W. R., 1988. Discrimination between algae and artificial particles by freshwater and marine copepods. Limnol. Oceanogr. 33: 397-408.
Egge, J. K. & A. Jacobsen, 1997. Influence of silicate on particulate carbon production in phytoplankton. Mar. Ecol. Progr. Ser. 147: 219-230.
Escaravage, V., T. C. Prins, A. C. Smaal, J. C. H. Peeters, 1996. The response of phytoplankton communities to phosphorous input reductions in mesocosm experiments. J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 198: 55-79.
Granéli, E., P. Carlsson, P. Olsson, B. Sundström, W. Granéli & O. Lindahl, 1989. From anoxia to fish poisoning: the last ten years of phytoplankton blooms in Swedish marine waters. In Cosper, E. M., V. M. Bricelj & E. J. Carpenter (eds), Novel Phytoplankton Blooms. Springer, New York: 407-427.
Ianora, A., A. Miralto & S. A. Poulet, 1999. Are diatoms good or toxic for copepods? Reply to comment by Jonasdottir et al. Mar. Ecol. Progr. Ser. 177: 305-308.
Ianora, A., S. A. Poulet & A. Miralto, 1995. A comparative study of the inhibitory effect of diatoms on the reproductive biology of the copepod Temora stylifera. Mar. Biol. 121: 533-539.
Iverson, R. L., 1990. Control of marine fish production. Limnol. Oceanogr. 35: 1593-1604.
James, A. G. & X. Chiappa-Carrara, 1990. A comparison of field studies on the trophic ecology of Engraulis capensis and E. mordax. In Barnes, M. & R. N. Gibson (eds), Trophic Relationships in the Marine Environment. Aberdeen Univ. Press: 208-221.
Jonasdottir, S. H., T. Kiørboe, K. W. Tang, M. St. John, A. W. Visser, E. Saiz & H. G. Dam, 1998. Role of diatoms in copepod production: good, harmless or toxic. Mar. Ecol. Progr. Ser. 172: 305-308.
Katechakis, A., 1999. Nischenüberlappung zwischen herbivorem gelatinösen und Crustaceen-Zooplankton im NW-Mittelmeer (Catalanisches Meer). Diploma thesis, Univ. Kiel.
Kiørboe, T., E. Saiz & M. Viitasalo, 1996. Prey switching behaviour of the planktonic copepod Acartia tonsa. Mar. Ecol. Progr. Ser. 143: 65-75.
Kleppel, G. S., 1993. On the diet of calanoid copepods. Mar. Ecol. Progr. Ser. 99: 183-195.
Legovic, T., 1987. A recent increase in jellyfish-populations: A predator-prey model and its implications. Ecol. Modell. 38: 243-256.
Li, W. K. W., T. Zohary, Y. Z. Jacobi & A. M. Wood, 1993. Ultraphytoplankton in the eastern Mediterranean Sea: towards deriving phytoplankton biomass from flow cytometric measures of abundance, fluorescence and light scatter. Mar. Ecol. Progr. Ser. 102: 79-87.
Lindell, D. & A. F. Post, 1995. Ultraphytoplankton succession is triggered by deep winter mixing in the Gulf of Aqaba (Eilat), Red Sea. Limnol. Oceanogr. 40: 1130-1141.
Nejstgaard, J. C., I. Gismervik & P. T. Solberg, 1997. Feeding and reproduction by Calanus finnmarchicus, and microzooplankton grazing during mesocosm blooms of diatoms and the coccolithophore Emiliana huxleyi. Mar. Ecol. Progr. Ser. 147: 197-217.
Pomeroy, L. R., 1974. The ocean foodweb, a changing paradigm. BioScience 24: 499-504.
Radach, G. & J. Berg, 1986. Trends in den Konzentrationen der Nährstoffe und des Phytoplanktons in der Deutschen Bucht. Ber. Biol. Anst. Helgoland 2: 1-165.
Raven, J. A., 1986. Physiological consequences of extremely small size for autotrophic organisms in the sea. Can. Bull. Fish. aquat. Sci. 214: 1-70.
Ryther, J. H., 1969. Photosynthesis and fish production in the Sea. Science 166: 72-78.
Schöllhorn, E. & E. Granéli, 1996. Influence of different nitrogen to silica ratios and artificial mixing on the structure of a summer phytoplankton community from the Swedish west coast (Gullmar Fjord). J. Sea Res. 35: 159-167.
Shushkina, E. A. & M. Y. Vinogradov, 1991. Long-term changes in the biomass of plankton in open areas of the Black Sea. Oceanology 31: 716-721.
Sieburth, J. M. & P. G. Davis, 1982. The role of heterotrophic nanoplankton in the grazing and nurturing of planktonic bacteria in the Sargasso and Caribbean Sea. Annls. Inst. oceanogr. Paris 58: 285-296.
Smayda, T. J., 1990. Novel and nuisance blooms in the sea: evidence for a global epidemic. In Granéli, E., B. Sundström, L. Edler & D. M. Anderson (eds), Toxic Marine Phytoplankton. Elsevier, Amsterdam: 29-41.
Sommer, F., H. Stibor, U. Sommer & B. Velimirov, 2000. Grazing by mesozooplankton from Kiel Bight, Baltic Sea, on different sized algae and natural seston size fractions. Mar. Ecol. Progr. Ser. 199: 43-53.
Sommer, U., 1983. Nutrient competition between phytoplankton species in multispecies chemostat experiments. Arch. Hydrobiol. 96: 399-416.
Sommer, U., 1994. The impact of light intensity and daylength on silicate and nitrate competition among marine phytoplankton. Limnol. Oceanogr. 39: 1680-1688.
Sommer, U., 1996a. Nutrient competition experiments with periphyton from the Baltic Sea. Mar. Ecol. Progr. Ser. 140: 161-167.
Sommer, U., 1996b. Plankton ecology: two decades of progress. Naturwiss. 38: 293-301.
Sommer, U., 1998. From algal competition to animal production: enhanced ecological efficiency of Brachionus with a mixed diet. Limnol. Oceanogr. 43: 1393-1396.
Sommer, U., 1999. A comment on the proper use of nutrient ratios in microalgal ecology. Arch. Hydrobiol. 146: 55-64.
Sommer, U., 2000. Scarcity of medium-sized phytoplankton in the northern Red Sea explained by strong bottom-up and weak topdown control. Mar. Ecol. Progr. Ser. 197: 19-25.
Stockner, J. G. & N. J. Antia, 1986. Algal picoplankton from marine and freshwater ecosystems: a multidisciplinary perspective. Can. J. Fish. aquat. Sci. 43: 2472-2503.
Suttle, C. A., J. G. Stockner & P. J. Harrison, 1987. Effects of nutrient pulses on community structure and cell size of a freshwater phytoplankton assemblage in culture. Can. J. Fish. Aquat. Sci. 44: 1768-1774.
Tilman, D., 1982. Resource Competition and Community Structure. Princeton Univ. Press.
Tilman, D., R. Kiesling, R. W. Sterner, S. S. Kilham & F. A. Johnson, 1986. Green, blue-green and diatom algae: taxonomic differences in competitive ability for phosphorous, silicon and nitrogen. Arch. Hydrobiol. 106: 473-485.
Turpin, D. H. & P. J. Harrison, 1980. Cell size manipulation in natural, marine, planktonic diatom communities. Can. J. Fish. aquat. Sci. 37: 1193-1195.
Verity, P. G. & V. Smetacek, 1996. Organism life cycles, predation, and the structure of marine pelagic systems. Mar. Ecol. Progr. Ser. 130: 277-293.