多重压力下浮游动物的生存密码:揭示生态变化与保护策略

【字体: 时间:2025年03月15日 来源:Hydrobiologia 2.2

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  研究人员探究多种环境压力对浮游动物群落的影响,发现其变化规律,为生态保护提供依据。

  # 多重压力下浮游动物的研究:探索生态变化与保护之路
在广袤的水域世界里,浮游动物虽小,却扮演着至关重要的角色。它们广泛分布于几乎所有的水生系统,从淡水到高盐环境,从静水到流水区域,数量众多,是研究湖泊学、生态学理论以及生态毒理学的经典生物模型。然而,如今自然和人为造成的多种本地及全球压力汇聚,让水生生态系统不断恶化,浮游动物成为了环境变化的关键指示生物和 “预警哨兵” 。
为了深入了解浮游动物在多重压力下的生存状况,来自阿根廷、土耳其、德国等多个国家研究机构的研究人员开展了一系列研究,相关成果发表在《Hydrobiologia》杂志上。

目前,针对浮游动物受多种压力影响的研究十分迫切。在土地利用方面,大部分研究集中于群落层面,对浮游动物功能作用的影响探索不足;在环境退化方面,浮游动物作为生物质量要素在欧盟水框架指令(WFD)中被排除;在全球气候变化、盐度和营养状态变化、外源有机物输入以及小型水体研究等方面,也存在诸多尚未明晰的问题。

此次研究中,研究人员采用了多种技术方法。在野外研究方面,他们对不同的水生系统,如池塘、河流、溪流和湖泊进行实地考察,获取第一手数据;在实验研究方面,运用了中宇宙实验(mesocosm studies),模拟自然环境,控制变量研究单一或多种因素对浮游动物的影响 。

土地利用对淡水浮游动物群落的影响


dos Santos 等人的研究对土地利用影响淡水浮游动物群落进行了全球概述。研究发现,牧场、农业和城市化会导致浮游动物多样性发生严重变化,进而影响生态系统食物网动态、生产力和整体生物多样性。不过,水生环境中自然植被的存在对减轻人为影响、保护浮游动物群落的分类和功能多样性起着关键作用。

环境退化对土耳其淡水浮游动物的影响


Aky?ld?z 等人分析了环境退化对土耳其水生系统中淡水浮游动物的影响。研究指出,在气候变化、富营养化、盐度和温度等因素的影响下,浮游动物组成向小型物种转变,生物量减少,食草效率降低。毒理学研究表明,新兴污染物如微塑料对浮游动物种群产生了负面影响,如繁殖率下降和首次繁殖年龄延迟。同时,该研究对浮游动物未被纳入欧盟水框架指令表示担忧,强调了将其纳入水生生态系统评估的重要性。

亚马逊河流系统中浮游动物物种的共发生模式


Araújo dos Santos 等人研究了当地和景观环境因素如何影响亚马逊河流系统中浮游动物物种的非随机共发生。研究发现,森林覆盖和树冠等人为变量没有直接影响物种共发生,而是通过增加营养物质和悬浮固体间接影响,使物种间的关联更加随机。这一研究揭示了目前在理解浮游动物共发生模式方面存在的知识缺口。

气候变化对拉普拉塔盆地哲水蚤丰富度的影响


Mantovano 等人研究了温度升高和预测降水模式对拉普拉塔盆地(南美洲第二大流域)哲水蚤丰富度的影响。通过建模,研究人员预测未来气候情景下哲水蚤的分布范围将收缩,到本世纪末可能会有物种消失。但巴拉那河的某些支流有望成为这些物种的气候避难所,在保护工作中应优先考虑。

盐度和营养状态对伊兹尼克湖浮游动物的影响


Dorak 等人在土耳其伊兹尼克湖的研究表明,盐度和营养状态是浮游动物功能特征(包括形态、生理和行为特征)的重要预测因子。在富营养化和电导率较高的区域,浮游动物分类丰富度降低,小型食微粒子物种占主导,这表明生态系统正在退化,浮游动物功能衰退,群落趋于同质化。

外源有机物输入对浮游动物群落的影响


Yildiz 等人的研究发现,外源有机物(AM)的质量会对浮游动物群落产生不同影响。高质量的 AM,如赤杨树叶浸出液,可促进大型浮游动物生物量的增长,维持丰富的分类和功能多样性;低质量的 AM,如褐煤,会因颜色加深(褐化)降低浮游动物生物量,抑制自养活动,减少浮游植物产量。

不同集水区池塘中轮虫群落的差异


Kuczyńska-Kippen 等人调查了 100 个不同集水区(农田和森林)池塘中的轮虫群落。研究显示,受农业径流影响的农田池塘营养状态较高,以食碎屑物种为主;而森林池塘大型水生植物覆盖广泛,营养状态较低,支持多种食藻物种,尤其是沿岸和中营养起源的物种。

缺氧和捕食对浮游动物的影响


Schmidt 等人在 16 个浅水实验池塘的研究发现,缺氧和浮游动物捕食对甲壳类和轮虫的分类丰富度、多样性以及迁移行为影响较小。栖息地类型对这些指标的影响更大,沿岸带比远洋带具有更高的分类丰富度和多样性。不同分类群的昼夜垂直迁移和水平迁移行为也有所不同。

除草剂对地中海沿海湿地浮游动物的影响


Grillo-ávila 等人研究了环境现实浓度下除草剂苯达松对地中海沿海湿地浮游动物的影响。结果表明,苯达松显著影响浮游动物群落结构,其影响程度因生态条件(如是否存在沉水植物)而异。除草剂通过消除浮游植物(主要是硅藻),间接改变了浮游动物的组成和结构,使大型滤食性动物被小型动物取代。

研究结论表明,浮游动物在多种压力下发生了复杂的变化,这些变化影响着生态系统的稳定和生物多样性。研究结果为水生生态系统保护和管理提供了重要依据,强调了进一步研究浮游动物功能作用的必要性,也为制定相关监测计划和政策提供了参考,对保护自然水体和维护生态平衡具有重要意义。

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