近日，中國科學院水生生物研究所關(guān)于全球氣候變暖與底棲魚類共同作用導致水生植物衰退的研究論文Warming alters juvenile carp effects on macrophytes resulting in a shift to turbid conditions in freshwater mesocosms在Journal of Applied Ecology上發(fā)表。該研究不僅驗證了相關(guān)生態(tài)學理論，對于湖泊的修復與管理也具有重要指導意義。
氣候變化和富營養(yǎng)化等多重脅迫是湖泊水生植物衰退的重要驅(qū)動因子。水生植物衰退會導致湖泊由清水態(tài)向濁水態(tài)轉(zhuǎn)變，進而削減生態(tài)系統(tǒng)功能和服務(wù)。底棲魚類可以通過擾動和營養(yǎng)級聯(lián)效應(yīng)增加水體濁度，促進藻類（浮游植物和附著藻）的生長，或通過直接的牧食作用，抑制水生植物生長（圖1）。底棲魚類豐度通常隨著富營養(yǎng)化的加劇而增加。但氣候變暖是否會加劇底棲魚類對水生植物的影響，進而導致穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換的研究仍比較匱乏。
鑒于此，水生所研究人員通過中宇宙系統(tǒng)（http://mesocosm.org/mesocosm/wuhan-warming-mesocosm-facility-wwmf/）模擬氣候變暖和有無底棲魚類（鯉），探討二者是如何單獨及共同影響不同生活型水生植物（春季沉水植物菹草和夏季浮葉植物菱）的。實驗過程中同步監(jiān)測了浮游植物、附著藻、水體濁度以及水生植物的豐度變化。
研究發(fā)現(xiàn)，氣候變暖提前了菹草的生活周期（17天）。鯉抑制了菹草的生長，但是促進了菱的生長，增加了水體濁度并促進了浮游植物和附著藻的生長，導致生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)榱艘愿∪~植物為主的穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)。氣候變暖加劇了鯉對沉水植物的影響，而且抑制了浮葉植物的生長，導致水體濁度進一步升高。
氣候變暖可能導致淺水湖泊生態(tài)系統(tǒng)由以水生植物為主的清水態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闈崴畱B(tài)，這并不是由于變暖直接影響水生植物，而是通過底棲魚類間接產(chǎn)生。隨著氣候變化的加劇，未來的湖泊管理，除了要繼續(xù)削減營養(yǎng)鹽輸入，還應(yīng)當通過生物調(diào)控（削減底棲魚類和增加肉食性魚類）控制底棲魚類的數(shù)量。
該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、博士后科學基金等項目的資助。
論文鏈接 https://doi.org/10.1111/1365-2664.14040
圖1 變暖和底棲魚類影響水生植物的機理
圖2 研究結(jié)果概覽圖
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