#研究發現生物操縱需注意捕食者“內戰”# 在湖泊生態系統中,魚、蝦等捕食者都能捕食浮遊動物,同時某些魚類也能捕食蝦類,這種現象稱為集團內捕食,指捕食者之間即存在食物資源的競爭,又存在著捕食關系。

集團內捕食作為一種特殊的雜食模塊,已有的理論研究認為其會削弱食物網的營養級聯效應。因此,在農田生態系統上,集團內捕食相關理論被廣汎應用於蟲害的生態防治中,如引入害蟲天敵的種類配置,目前在淺水湖泊生態治理的應用還較少。

近日,中國科學院南京地理與湖泊研究所(以下簡稱南京地湖所)研究員劉正文課題組基於我國亞熱帶湖泊常見的“魚(蝦)—大型枝角類(Daphnia)—浮遊植物”的三營養級食物鏈,通過湖泊水生生物構建了一個集團內捕食模型,探討在利用生物操縱技術治理湖泊富營養化的生態修復工程中,集團內捕食的影響。相關研究成果http://t.cn/A6iLG8sb 發表於《淡水生物學》(Freshwater Biology)。

“Daphnia又稱‘溞’,成體長約1~2毫米,屬於大型的枝角類浮遊動物。”論文作者、南京地湖所助理研究員何虎告訴《中國科學報》,溞是淡水湖泊里常見的一種浮遊動物,對浮遊植物具有較強的牧食能力,因此對控制水體富營養化有重要作用,也是經典生物操縱技術的核心。

他進一步解釋道,生物操縱是淺水湖泊生態修復的常用措施之一,其理論依據即是食物網的營養級聯效應。即通過放養魚食性魚類,達到控制小型魚類,刺激溞生長,達到抑制浮遊植物,控制富營養化為目的。

然而,亞熱帶湖泊食物網中雜食者較多,集團內捕食現象普遍,多種捕食者之間的拮抗可能會削弱營養級聯效應,這也可能是亞熱帶湖泊生物操縱技術應用效果不佳的原因之一。

為此,何虎利用24個500升的塑料桶,設計了一個的中尺度的模擬實驗。研究人員根據自然湖泊的生態環境,在實驗桶內添加了等量的魚、蝦、浮遊動物、浮遊植物、水草等水生生物,研究魚蝦“內戰”對溞和藻類生長的影響。

在實驗設計和進展過程中,何虎等人也遇到一些困難,比如實驗魚(蝦)的選擇。“我們需要先在燒杯里觀察看魚吃不吃蝦,魚蝦吃不吃浮遊植物,這前後花了半年左右時間。”他還提及,實驗在進行到6~7月時候,隨著氣溫升高,放置在室外桶內的魚蝦特別容易死亡,外面還可能有蛇、蟲、青蛙等鉆進桶內,打破原來的食物鏈,解決方法就是每天觀察,必要時蓋上蓋子。

實驗的結果表明,當黃顙魚、秀麗白蝦單獨存在時,會引起一個明顯的營養級聯效應,即大型枝角類消失,浮遊植物生物量劇增;而當魚蝦同時存在時,兩者之間存在明顯的拮抗作用,即魚對蝦的捕食削弱了營養級聯,導致大型枝角類的存活率反而會高於單一捕食者的處理,浮遊植物的生物量的增幅較低。

談及實驗的意義,何虎表示,在淺水湖泊的生物操縱工作中,除了要關注營養級生物的數量外,各營養級的多樣性也要予以關注,通過捕食者種類和年齡結構的合理配置,達到增強浮遊動物牧食壓力的效果。http://t.cn/A6iLG8sy

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