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城市環境所在水庫浮遊生物對藍藻水華響應方面取得進展

文章來源:  |  發布時間:2019-05-15  |  【打印】 【關閉

  
  當前,在全球範圍內水庫水環境面臨的最突出問題是水體富營養化。水體富營養化的嚴重後果是引發藍藻水華,藍藻水華威脅水生生物多樣性和供水安全。即便人們采取了一定的應急治理措施,由于氣候變化以及難以在短時間內對水體營養物質進行有效去除,水庫藍藻水華往往每隔一段時間會周而複始地發生。微型真核浮遊生物包括浮遊藻類、原生動物、低等真菌、小型後生動物等,是水庫生態系統的重要組成部分,在水體自淨和水質穩定方面發揮關鍵作用。水庫藍藻水華對浮遊生物具有多重而複雜的影響,然而藍藻長時間尺度的水華-非水華周期性變化對微型真核浮遊生物群落會産生怎樣的影響,目前仍然缺乏長期的野外觀測數據和系統深刻的認知。
  日前,中國科學院城市环境研究所水生态健康研究组(杨军团队)研究论文以“Response of the eukaryotic plankton community to the cyanobacterial biomass cycle over 6 years in two subtropical reservoirs”爲題在線發表于環境科學與生態學領域國際期刊The ISME Journal

  中國科學院城市环境研究所水生态健康研究组(杨军团队)在福建省率先建立了水库长期定位生态观测站,从2010年到2015年连续6年对厦门市石兜和坂头水库进行了野外监测,发现水库蓝藻经历了一个周期性循环(即蓝藻水华期、水华消退期、非水华期、水华再次发生期四个阶段)。在2010年5月至9月属于蓝藻水华期,蓝藻生物量较高,占藻类总生物量的80–97%;随后由于水库周边居民的迁出、养殖的禁止,水库营养盐浓度快速下降,加上低温和水位上升等因素的作用,蓝藻相对生物量随之迅速下降到2–19%;2011年10月至2014年7月,蓝藻生物量和优势度一直保持在较低水平;但是在2014年10月由于水库水位下降和升温等事件共同作用导致蓝藻生物量再次达到80%以上。相应地,水库微型真核浮游生物的群落变化也发生了周期性变化。第一,微型真核浮游生物群落组成明显地分为四个演替阶段,与蓝藻生物量的周期变化相一致(图1),其中微型真核浮游生物群落与蓝藻生物量的相关性在水华消退期和水华发生期更强。第二,蓝藻生物量的变化还影响了微型真核浮游生物的共存网络,那些相对丰度变化与蓝藻生物量周期变化相关性较强的微型真核浮游生物在共存网络中占据中心主导位置(图2)。值得一提的是,微型真核浮游生物间的共存关系并不是恒定不变的,也会随着蓝藻生物量的变化而改变,推测在特定环境下浮游生物间产生了特定的诸如“合作”、“竞争”等相互作用关系,这为真核浮游生物适应环境变化,保持群落功能稳定提供了基础。研究结果有助于进一步认识蓝藻水华对微型真核浮游生物群落的长期影响过程,为阐明蓝藻水华发生周期内微型真核浮游生物共存网络和相互作用机制提供了新的研究思路和视角。

  研究發現,基于連續多年的野外觀測揭示了水庫藍藻生物量長期周期性循環使微型真核浮遊生物群落組成出現了明顯的年際變化,群落的年際變化幅度顯著大于季節變化。研究證實了微型真核浮遊生物共存網絡的模塊與藍藻生物量存在顯著相關關系,而且浮遊生物共存關系的顯著性隨藍藻生物量變化而改變。研究還從浮遊生物方面爲生物間顯著共存關系是變化而非固定的觀點提供了新證據。

  劉樂冕副研究員爲第一作者,楊軍研究員爲通訊作者。該研究獲得了國家自然科學基金、國家重點研發計劃“全球變化及應對”重點專項,以及廈門市科技計劃項目的資助。

  論文鏈接 

  

  

  

  图1 石兜和坂头水库2010–2015年蓝藻绝对生物量(a–b)、相对生物量(c–d)和微型真核浮游生物群落组成(e–f)的变化情况

  

  

  

  图2 石兜和坂头水库2010–2015年微型真核浮游生物的共存网络(P1,蓝藻水华期;P2,水华消退期;P3,非水华期;P4,水华发生期)

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