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研究人员评估废水和杀菌剂嘧菌酯对碎食者(Gammarus fossarum)和叶片相关真菌群落的影响,发现二者组合对前者有负面影响,而碎食者对后者繁殖有积极影响,该研究有助于理解污染物对生态系统的影响。
在大自然的水循环中,淡水生态系统宛如一颗璀璨的明珠,滋养着无数的生命。然而,随着人类活动的日益频繁,这颗明珠正面临着前所未有的威胁。城市的扩张让大量废水排入淡水,农业生产中农药的广泛使用,也使得许多有害化学物质流入河流、湖泊。这些污染物究竟会对淡水生态系统产生怎样的影响呢?这成为了科学家们亟待解决的问题。
为了揭开这个谜团,来自瑞士巴塞尔大学等机构的研究人员开展了一项重要研究,相关成果发表在《Hydrobiologia》上。该研究聚焦于废水和一种名为嘧菌酯(azoxystrobin)的杀菌剂,探究它们对淡水生态系统中两个营养级 —— 碎食者(Gammarus fossarum)和叶片相关真菌群落的影响。这一研究对于深入理解污染物如何改变生态系统,以及它们在不同营养级之间产生的连锁反应至关重要。
在研究过程中,研究人员采用了多种关键技术方法。他们从自然溪流中采集了 Gammarus fossarum 样本、叶片凋落物和溪水,并收集了废水样本。实验在模拟自然环境的不锈钢流动通道中进行,设置了不同的处理组,包括溪水、添加 40 μg/L 嘧菌酯的溪水、废水以及添加 40 μg/L 嘧菌酯的废水。实验持续 21 天,期间监测多种指标,如通过测量 Gammarus fossarum 的摄食率和电子传递系统(ETS)活性,评估其生理状况;通过测定真菌生物量、群落组成和孢子形成率,分析真菌群落的变化。
研究结果如下:
- 对 Gammarus fossarum 的影响:
- 死亡率:在不同处理组中,Gammarus fossarum 的死亡率有所差异,从不含嘧菌酯的溪水中的 11.1%(± 13.6%)到含嘧菌酯的废水中的 41.7%(± 23%)不等。水的处理方式对死亡率有显著影响,而杀菌剂的影响不显著。
- 摄食率:摄食率范围从含嘧菌酯的废水中的 0.023 mg 叶 /mg 虾 / 天到不含嘧菌酯的溪水中的 0.158 mg 叶 /mg 虾 / 天。杀菌剂和水的处理方式对摄食率均有显著影响,且从溪水到含嘧菌酯的溪水,以及从废水到含嘧菌酯的废水,摄食率均下降。
- ETS 活性:急性 ETS 活性在各处理组间无显著差异。慢性 ETS 活性在不同处理组间也无显著差异,但在除含嘧菌酯的废水外的其他处理组中,急性到慢性暴露期间 ETS 活性显著下降。
- 对水生真菌的影响:
- 真菌生物量:真菌生物量在不同处理组间无显著差异,范围从 0.042 到 0.066 mg 真菌生物量 /mg 叶。
- 真菌群落组成:共发现 9 种不同的真菌物种,其中 Alatospora acuminata 是优势物种。不同处理组间真菌群落组成有所差异,但由于物种数量较少,未进行统计检验。
- 生殖输出和分生孢子发育阶段:真菌生殖输出在不同处理组间存在差异,Gammarus fossarum 的存在显著影响真菌生殖输出,有 Gammarus fossarum 时,分生孢子数量显著增加。同时,Gammarus fossarum 的存在还显著降低了 Alatospora acuminata 未发育完全分生孢子的比例。
研究结论和讨论部分指出,Gammarus fossarum 死亡率较高可能与适应实验室条件时间短、温度变化以及未知环境压力有关。嘧菌酯和废水都降低了 Gammarus fossarum 的摄食率,二者组合的影响更明显,这可能是由于化学压力和真菌群落组成变化导致的资源质量下降。此外,废水和嘧菌酯对真菌的影响不显著,但 Gammarus fossarum 对真菌群落组成和生殖输出有重要影响。
这项研究意义重大,它揭示了杀菌剂和废水对淡水生态系统中生物的活动、生长和生存的影响,为理解污染物在淡水生态系统中的作用提供了重要依据。未来,还需要进一步研究以明确 Gammarus fossarum 对不同真菌物种的具体影响机制,以及这些影响如何在更复杂的自然生态系统中发挥作用。这将有助于我们更好地保护淡水生态系统的健康和稳定,为维护地球的生态平衡贡献力量。