科研動態

水生所關于氣候變暖與富營養化協同影響淺水湖泊浮游動物群落結構的機制研究取得新進展

   近日,中國科學院水生生物研究所關于全球氣候變暖與富營養化協同作用影響淺水湖泊浮游動物群落結構的研究論文”Synergistic effects of warming and eutrophication alert zooplankton predator-prey interactions along the benthic–pelagic interface”在生態學經典期刊《Global Change Biology》上發表(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/gcb.15838) 

   淡水生態系統正面臨氣候變化及其他多重環境因子的脅迫,如水體富營養化。但是氣候變化及富營養化如何共同影響水生生物群落及生物間營養關系,相關研究比較匱乏,尤其缺少實驗研究。鑒于此,水生所研究人員選取浮游動物群落為研究對象,通過中宇宙模擬控制實驗系統(http://mesocosm.org/mesocosm/wuhan-warming-mesocosm-facility-wwmf/)研究了氣候變暖和富營養化單獨及聯合作用,對浮游動物中的小型牧食者輪蟲和其捕食者劍水蚤群落動態及相互作用關系的影響。實驗過程中監測了浮游動物群落在水體中的豐度以及從沉積物中復蘇的變化過程。 

    

  1中宇宙模擬控制實驗系統 

  研究發現富營養化單獨作用減弱了捕食者(劍水蚤)對小型牧食者(輪蟲)的下行控制作用。相反的,氣候變暖則會增強捕食者對小型牧食者的下行控制作用,導致浮游動物群落中小型牧食者豐度降低。然而這兩個環境因子聯合作用會使富營養化加強氣候變暖對浮游動物群落相互作用的影響效應,進一步增強捕食者對小型牧食者的下行控制作用。作用機制主要有兩個方面:第一是氣候變暖通過對浮游捕食者(劍水蚤)和浮游小型牧食者(輪蟲)二者的休眠體的復蘇過程產生差異化的影響,導致捕食關系提前。第二是氣候變暖和富營養化協同作用通過增加捕食者的幼體階段的優勢,極大的增加了其幼體發育成成體過程中的存活率,包括增加所需的食物豐度和縮短發育時間。這一發現對于深入認識氣候變暖與其他多重環境脅迫聯合作用對水域生態系統結構和功能具有重要意義。 

      

  2 富營養化(P)、氣候變暖(W)、兩因子聯合作用(WP)對輪蟲(圖A);劍水蚤(圖B);劍水蚤無節幼體(C)豐度和復蘇速率的影響效應。  

 

  該研究得到了國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金項目、中科院率先行動引才計劃項目、淡水生態與生物技術國家重點實驗室等項目的資助。研究工作由中科院水生所,華中農業大學,南昌大學,日本北海道大學、瑞典隆德大學等單位合作完成。水生所張歡博士是第一作者,徐軍研究員等為通訊作者。 

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