南京地理所揭示浅水型淡水湖泊枝角类群落组成及其对湖泊生态环境演变的响应特征

来源：中国科学院

枝角类作为淡水湖泊生态系统中的初级消费者之一，对生存环境的改变响应极为敏感。枝角类死亡后，其几丁质残骸落到湖底并保存在沉积物中，成为湖泊环境研究的重要载体。东太湖作为太湖的一部分，其生态环境与太湖西部、北部以及中心湖区以藻型生态型为主要环境特征不同，东太湖表现为较明显的草型生态型环境特征。近几十年来，由于人类活动的干扰，东太湖面临沼泽化、富营养化等一系列环境问题，其生态环境发生了较大的改变，并对湖泊内部浮游动物的组成结构产生剧烈影响。而升金湖不仅是长江中下游较为典型的通江型湖泊，同时还是安徽省湿地生态和国家级重点水禽自然保护区。数百年来，由于受到江河和人类活动的共同影响，升金湖生态环境也发生了较为显著的改变。

基于浮游动物枝角类对生态环境的改变具有较为敏感的响应性，因此，在国家重点研发项目、国家自然科学基金和科技部基础性工作专项的支持下，中国科学院南京地理与湖泊研究所研究员薛滨团队程龙娟对东太湖和升金湖数百年以来的枝角类组成特征进行分析，并辅以地球化学指标和年代数据，揭示了两个浅水型淡水湖泊生态环境的演变规律以及枝角类群落组成对湖泊生态环境演变的响应特征。

具体而言，东太湖近百年来沉积物中枝角类化石进行分析研究，研究结果揭示东太湖枝角类组成自1960s开始，出现浮游种（以象鼻溞为主要代表）浓度显著下降、沿岸种（以圆形盘肠溞、西方笔纹溞为主要代表）数量和浓度显著增加的演变趋势（图1）。RDA与Pearson相关分析共同揭示了TP含量与象鼻溞总数，长刺象鼻溞和圆形盘肠溞之间的显著相关性（相关系数分别为-0.720，-0.646和0.667）（图2）。研究发现，东太湖枝角类组成的变化响应了60年代以来由于大面积围垦、鱼蟹养殖等人类活动的影响，导致湖泊富营养化加剧、湖水面积逐渐缩小、水深变浅、沉水植物生物量增加、沼泽化趋势增强等一系列东太湖水环境的变迁过程（图3）。

升金湖研究结果表明，1980s之前，升金湖枝角类总浓度和种属数量偏低，但沿岸种数量较多，LOI、TOC和氮磷浓度偏低、δ13Corg偏重；1980s之后，枝角类总浓度和象鼻溞比例逐渐增加，沿岸种如圆形盘肠溞、西方笔纹溞等丰度则趋于减少（图4），LOI、TOC和氮磷浓度增高、δ13Corg趋于偏负。研究发现，升金湖枝角类组成的变化响应了由于人为原因（围垦、建立闸坝、农药化肥的广泛使用等）和自然原因（大量候鸟鸟粪的累积）共同引起的升金湖营养盐和有机质浓度逐渐升高、生态环境压力逐渐增大的演变趋势。