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大型消费者在生态系统的物质循环中扮演着重要角色。滤食动物与草食动物作为较低级的消费者往往对初级生产者发挥着重要的控制作用,其摄食-排粪活动是生态系统物质循环的重要组成部分。对荣成天鹅湖越冬草食动物——大天鹅(Cygnus cygnus)的摄食-排粪活动和莱州湾养殖海区滤食动物——海湾扇贝(Argopecten irradians)的生理生态参数进行了现场测定。主要研究内容包括:在天鹅湖,研究了大叶藻(Zostera marina L.)种群的茎枝长度结构和茎枝重量结构,大天鹅的食物组成,以及大天鹅的主要食物来源和粪便的生源要素(C、N和P)和重金属含量;在莱州湾养殖海区,研究了海湾扇贝的生物沉积和呼吸排泄作用的变化特征。主要的研究成果如下:(1)于2014年5月和6月调查了天鹅湖大叶藻的种群结构。发现5月天鹅湖东岸和沙坝处大叶藻的茎枝长度结构较为相似,呈“花瓶形”分布,均为10.0-14.9cm区间和15.0-19.9cm区间所占比例最高;而≥20.0cm的茎枝,其长度越大,所占比例越低。南岸处大叶藻在45.0cm以下结构域东岸和沙坝处相似,但45cm以上茎枝所占比例增加明显,与10.0-14.9cm区间所占比例同为最大(18.28%)。6月,各地点25cm以下茎枝均有一定程度的下降,表明新补充的个体较少;25cm以上茎枝则均有一定程度的上升。南岸群体45cm以上茎枝下降明显。5月和6月三个采样点的大叶藻群体的茎枝重量结构相似,均呈“金字塔形”分布。通常茎枝重量越大,所占比例越低。(2)粪便显微分析和稳定碳同位素分析结果表明,大天鹅的主要食物来源是大叶藻和小麦幼苗。越冬初期和中期,大天鹅主要摄食大叶藻,2011年11月至2012年2月,每月大天鹅食物中大叶藻的比例分别为78.85%±7.91%,58.68%±24.33%,79.67%±21.10%和49.65%±34.55%,越冬末期,大天鹅则几乎只摄食小麦幼苗。大天鹅的食物来源中,大叶藻的P含量最高,小麦幼苗的C和N含量最高。大天鹅粪便中的N和P含量分别为1.06-3.85%(均值2.62%)和0.13-0.59%(均值0.34%)。天鹅湖的大天鹅种群每日可向湖底输入粪便403.2kg,其中包括10.56kgn和1.37kgp。(3)大天鹅主要食物来源中的重金属,zn、as和cr在硬毛藻(chaetomorphalinum)中含量最高,cd在大叶藻(z。marinal)叶片中含量最高,pb在大叶藻根茎中含量最高,cu在石莼(ulvapertusa)中含量最高,hg在小麦(triticumaestivum)中含量最高。水生植物来源的大天鹅粪便中cd含量极显著高于陆地植物来源的粪便,而陆地植物来源的粪便中cr,pb和hg含量显著高于水生植物来源的粪便;摄食小麦苗可能造成大天鹅对cd和hg的积累。(4)于2013年9月至11月在我国北方海湾扇贝重要养殖海区莱州湾,运用生物沉积物捕集器法现场测定了海湾扇贝(a.irradians)的生物沉积速率,在实验室分析了沉积物的生物地球化学特征并探讨了生物沉积速率与海湾扇贝软体干重的关系。结果表明海湾扇贝的生物沉积速率是相当高的,它对总颗粒物、c、n和p的生物沉积速率分别达1.16×103、8.88、1.82和0.54mg(gtissuedrywt)-1d-1;在水温合适(16~24℃)的季节,海湾扇贝对总颗粒物的生物沉积速率与软体组织干重呈异速方程关系方程式中a值范围0.99~1.24,b值范围0.55~0.66,但水温低于10℃时,该关系不再存在;海湾扇贝的生物沉积作用在增加水层-底栖物质通量的同时,也改变了沉积物的生物地球化学特征,它促进了沉积物中om、oc、on和tp和op的富集。需要注意的是,海湾扇贝在促进有机质沉降的同时,也促进了水体中颗粒态重金属的沉积,尤其是10月和11月。(5)于2014年8月至12月运用呼吸瓶法测定了海湾扇贝的呼吸代谢。8-10月,海湾扇贝的耗氧速率较高,为1.40~3.19mg(ind?h)-1,12月水温降至6.6℃,海湾扇贝的耗氧速率也降至最低,大规格扇贝的耗氧速率也仅为0.50mg(ind?h)-1。海湾扇贝的呼吸耗氧速率与软体组织干重呈异速方程关系,方程式中a值范围0.45~3.27,b值范围,0.61~1.08。(6)对莱州湾整个扇贝养殖区而言,海湾扇贝对生源要素和重金属的沉积是相当可观的,每日沉积总产量达1140t,其中包含9.74tc,1.82tn,0.48ttp,0.05tas,-4.28×10-5tcd,0.16tcr,0.05tcu,0.03tpb,0.18tzn和4.17×10-4thg。海湾扇贝通过呼吸排泄作用每日n排泄量约为2.87t,其中氨氮2.07t。密集的海湾扇贝养殖活动产生的大量富含有机质的生物沉积物可能为底栖生物带来了丰富的食物来源,弥补了沉积物中有机质的不足。底栖群落中体型较大的凸壳肌蛤(Musculus senhousia)和心形海胆(Echinocardium cordatum)的聚集表明海湾扇贝的生物沉积作用并未造成底质的有机污染,因而莱州湾的海湾扇贝的生物沉积作用为底栖摄食者提供了较多的食物供给,加强了底栖食物网的能量流动。海湾扇贝规模化养殖增强了莱州湾养殖水域水层-底栖系统的耦合作用。海湾养殖的海湾扇贝通过滤食和生物沉积作用对浮游藻类及其他悬浮颗粒物能够施加重要的控制作用,同时通过贝类的收获,将大量氮磷营养物质移除海区,因而能够减轻近岸水域的富营养化。