海参和海胆是岩礁生态系统中常见的底栖生物,通过运动、摄食等行为影响岩礁生态系统中的生物组成和物质能量流动。在藻类丰富的海藻床生态系统中,海胆将大型藻类的粗颗粒有机物转化为粪便颗粒,有利于海参等底栖动物的摄食,而海参通过净化水质使得海胆等其他生物收益。不过这种互惠关系并非长期稳定存在。大规模海胆的聚集会形成对藻床的过度放牧,进而减少了底栖群落中的食物来源和栖息场所,威胁藻床内海参的生存。因此,明确海胆和海参的行为互作及其调控机理对于海藻床生态系统管理和底播增殖是非常重要的。本文研究了中间球海胆（Strongylocentrotus intermedius）种群内个体间,及其与刺参（Apostichopus japonicus）种间的行为互作,明确了大型藻类和警报信号在调控刺参、海胆种间行为互作中的重要作用。另外,本文利用海洋表层水温的遥感数据和生态位模型进一步研究了刺参和中间球海胆适宜养殖的区域。1.中间球海胆间相互作用对个体和群体行为的影响本节研究了中间球海胆个体间的行为互作及其对食物信号的行为响应。为了比较不同密度海胆群内个体行为是否存在差异,本章节设置了每平方米1、15、30个海胆的三个密度组。在无处理条件下,三个密度组之间海胆移动速度和位移并没有显著差异。海胆之间的相互作用发生在个体之间的物理接触时。在15和30只组中,海胆接触后的移动速度分别平均下降了40%和17%。这种相互作用导致15和30只组的海胆运动方向随机性显著高于单只组的海胆。当引入食物信号后,三组海胆的移动速度、位移和扩散距离显著下降。由于30只组内海胆之间的行为互作发生更频繁,30只海胆组扩散距离和扩张速度显著低于15只组海胆。本节实验结果表明,海胆间的物理接触对运动有负面影响,这种负面作用减缓了海胆群的向外扩张,并随着密度的增加而增加。本研究为解释食物丰富的区域内大型海胆种群的长期稳定存在提供了新的见解。2.大型藻类和警报信号调控刺参和中间球海胆种间行为互作大型藻类是刺参和海胆栖息地重要的食物来源,并且通过改造底栖群落的垂直结构为刺参、海胆提供了庇护以及活动场所。本节设置了几种刺参、海胆互作的情景,来探究刺参和海胆之间的行为互作以及种间关系在藻类丰富的区域如何维持稳定。结果表明,中间球海胆的存在会显著引起刺参的高速移动,而在共栖的大型藻类区域,这种负面影响被显著削弱。刺参、海胆在海藻生态系统中面对相似的捕食者,警报信号可以起到高效的预警作用。为了研究二者是否共享种间警报信号预警,本节实验将受伤的刺参、海胆个体分别置于海胆群和刺参群中。研究发现刺参和海胆存在种间的警报信号行为响应,有趣地是,中间球海胆和刺参对同种的警报信号反应要显著强于对异种的警报信号。本研究解释了为什么刺参在没有大型藻类的海胆荒漠中非常罕见,并强调了大型藻类在维持刺参和海胆互惠关系方面的重要性。另外,种间警报信号预警机制是未来研究刺参和海胆互惠共栖关系的重要途径。3.基于温度的刺参和中间球海胆适宜养殖区域的初步研究刺参和中间球海胆是我国重要的海水养殖经济种类。由于没有合适的评估养殖区域的办法,刺参和中间球海胆的养殖规模扩张在很大程度上仍依赖于经验。水温是评估养殖区域的一个重要指标,但是目前的评判方式并不是大规模管理中国水产养殖扩张的有效方法。随着遥感技术的发展,海表面温度数据具有覆盖范围广、数据精度高和可获得性强等特点,在评估养殖区域方面具有巨大的应用潜力。本节利用生态位模型中的最大熵模型（Max Ent）,结合刺参、中间球海胆的适宜生存和生长水温,分别对刺参和中间球海胆在我国潜在的适宜养殖区域进行了评估。结果显示,我国北方沿海地区扩张刺参养殖规模具有巨大潜力,尤其是河北省、天津市沿海目前并未得到充分利用。在南方,浙江、福建和广东沿海94%以上沿海地区有六个月适宜刺参生长,尤其是福建连江、长乐、福清和莆田沿海地区。7月和8月,我国沿海94%以上地区水温高于25°C。这表明高温是阻碍中间球海胆养殖规模扩张的重要因素。因此,本研究建议将中间球海胆苗种在室内培育延长至十一月再投入筏式养殖,以避免夏季的高死亡率。此外,将中间球海胆移植到南方是一种有效的养殖扩张办法。约64%的浙江、福建沿海地区适宜中间球海胆生长。本研究利用生态位模型,结合养殖种类的适宜温度,为刺参和中间球海胆的养殖扩张提供了新的评估办法。未来结合更多海区的地理环境、养殖活动的管理方案,利用本研究的评估办法能够高效地指导养殖活动。值得注意的是,本研究仅考虑了海水温度一个因素,相关模型有待进一步研究和完善。