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研究发现生物操纵需注意捕食者“内战”

  研究发现生物操纵需注意捕食者“内战”。 在湖泊生态系统中,鱼、虾等捕食者都能捕食浮游动物,同时某些鱼类也能捕食虾类,这种现象称为集团内捕食,指捕食者之间即存在食物资源的竞争,又存在着捕食关系。

   集团内捕食作为一种特殊的杂食模块,已有的理论研究认为其会削弱食物网的营养级联效应。因此,在农田生态系统上,集团内捕食相关理论被广泛应用于虫害的生态防治中,如引入害虫天敌的种类配置,目前在浅水湖泊生态治理的应用还较少。

   近日,中国科学院南京地理与湖泊研究所(以下简称南京地湖所)研究员刘正文课题组基于我国亚热带湖泊常见的鱼(虾)—大型枝角类(Daphnia)—浮游植物的三营养级食物链,通过湖泊水生生物构建了一个集团内捕食模型,探讨在利用生物操纵技术治理湖泊富营养化的生态修复工程中,集团内捕食的影响。相关研究成果发表于《淡水生物学》(Freshwater Biology)。

   Daphnia又称‘溞’,成体长约1~2毫米,属于大型的枝角类浮游动物。论文作者、南京地湖所助理研究员何虎告诉《中国科学报》,溞是淡水湖泊里常见的一种浮游动物,对浮游植物具有较强的牧食能力,因此对控制水体富营养化有重要作用,也是经典生物操纵技术的核心。

   他进一步解释道,生物操纵是浅水湖泊生态修复的常用措施之一,其理论依据即是食物网的营养级联效应。即通过放养鱼食性鱼类,达到控制小型鱼类,刺激溞生长,达到抑制浮游植物,控制富营养化为目的。

   然而,亚热带湖泊食物网中杂食者较多,集团内捕食现象普遍,多种捕食者之间的拮抗可能会削弱营养级联效应,这也可能是亚热带湖泊生物操纵技术应用效果不佳的原因之一。

   为此,何虎利用24个500升的塑料桶,设计了一个的中尺度的模拟实验。研究人员根据自然湖泊的生态环境,在实验桶内添加了等量的鱼、虾、浮游动物、浮游植物、水草等水生生物,研究鱼虾内战对溞和藻类生长的影响。

   在实验设计和进展过程中,何虎等人也遇到一些困难,比如实验鱼(虾)的选择。我们需要先在烧杯里观察看鱼吃不吃虾,鱼虾吃不吃浮游植物,这前后花了半年左右时间。他还提及,实验在进行到6~7月时候,随着气温升高,放置在室外桶内的鱼虾特别容易死亡,外面还可能有蛇、虫、青蛙等钻进桶内,打破原来的食物链,解决方法就是每天观察,必要时盖上盖子。

   实验的结果表明,当黄颡鱼、秀丽白虾单独存在时,会引起一个明显的营养级联效应,即大型枝角类消失,浮游植物生物量剧增;而当鱼虾同时存在时,两者之间存在明显的拮抗作用,即鱼对虾的捕食削弱了营养级联,导致大型枝角类的存活率反而会高于单一捕食者的处理,浮游植物的生物量的增幅较低。

   谈及实验的意义,何虎表示,在浅水湖泊的生物操纵工作中,除了要关注营养级生物的数量外,各营养级的多样性也要予以关注,通过捕食者种类和年龄结构的合理配置,达到增强浮游动物牧食压力的效果。(来源:中国科学报沈春蕾)

  

相关论文信息:https://doi.org/10.1111/fwb.13739

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作者:刘正文等 来源:《淡水生物学》

分类标签:科学进展  

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