我國學者揭示亞熱帶水庫浮游動物對溫度變化的響應

　　近日，中國科學院水生態健康研究組（楊軍團隊）在亞熱帶水庫浮游動物研究方面取得進展。相關研究成果“Responses of zooplankton body size and community trophic structure to temperature change in a subtropical reservoir”為題發表在生態學領域國際期刊Ecology and Evolution, 2019, 9: 12544–12555。博士生高肖飛為第一作者，楊軍研究員為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃、福建省自然科學基金等項目的資助。

　　 21世紀以來，隨著氣候變化和人類活動影響的加劇，水生態系統健康正面臨前所未有的挑戰。浮游生物形態特征（如個體大小）及營養級結構對生態系統功能和服務具有重要的指示意義，是淡水生態學領域的研究熱點之一。模擬研究預測，到21世紀中葉，全球平均氣溫將增高2oC，浮游生物群落營養級結構將受到嚴重影響。營養級生態位寬度是營養級結構的重要參數，但是如何準確定量營養級生態位一直是困擾研究者的難題。隨著研究技術、方法和模型的不斷發展和完善，碳、氮穩定同位素分析為研究捕食者的營養級生態位寬度提供了一種定量方法，已逐步應用于食物網結構的研究。

　　 淡水浮游生物包括細菌、藻類、微型動物等，它們既是水生態系統的主要生產者，也是關鍵消費者和分解者，在物質循環、污染物降解和水體自凈等方面發揮極其重要的基礎和關鍵作用。浮游動物作為水體中最主要的初級消費者，發揮著不可替代的生態作用。另一方面，浮游動物通過上行和下行效應，對次級消費者（魚類）和初級生產者（藻類）群落結構產生顯著影響。因此，在全球氣溫升高的背景下，全面理解和認知浮游動物的個體特征（如個體大小）和群落營養級結構對溫度的響應過程和機制顯得尤為重要。

圖1 水庫水體中顆粒有機物和浮游動物

　　 中國科學院水生態健康研究組首先在福建建立了水庫長期定位生態系統觀測研究站，沿著溫度變化梯度選取汀溪水庫的時間序列樣品，對比研究了浮游動物個體大小和同位素生態位寬度的變化過程，進而揭示水庫熱分層期（高溫期）和混合期（低溫期）浮游生物群落與溫度變化的關系。結果顯示，在溫度較低的混合期，浮游動物的個體大小和群落的同位素生態位寬度均大于分層期，這些變化與時間序列上水溫的變化密切相關。種群內和種群間的差異對群落的個體大小以及營養級結構變化的貢獻隨時間發生變化，從混合期到分層期，這些種群內和種群間差異的貢獻與水溫的變化具有很強的相關性。時間序列分析結果顯示，水溫對個體大小具有直接的影響，而對浮游動物群落營養級結構的影響主要通過營養級冗余間接的發揮作用。水溫與群落的某些特性（如群落中生物個體大小、營養冗余或者相互作用）表現出復雜的相互關系，且共同主導了浮游動物群落營養級結構的變化。該研究解析了溫度的升高將會如何改變浮游動物個體大小以及群落營養級結構，提高了我們對浮游微食物網結構變化過程的認知水平，為將來應對氣候變化進行適應性管理提供了科學依據。

圖2 文章摘要圖