鄱阳湖枯水期子湖泊营养级关系研究

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生物群落结构变化与食物网的空间差异是理解洪泛平原湿地生态系统功能和稳定性的关键。枯水季节鄱阳湖湿地的景观格局十分复杂,洲滩大面积出露,形成一个个相互独立的子湖泊。这些子湖泊是鄱阳湖越冬水鸟最重要的栖息场所,在维持鄱阳湖湿地的生物多样性方面具有重要作用。水鸟的越冬活动增加子湖泊生态系统的复杂性。为了揭示枯水季节鄱阳湖湿地生态系统的结构与功能,本论文主要从生物群落结构、营养生态位和主要能量来源等方面对枯水期鄱阳湖子湖泊食物网结构和营养级关系进行了研究。首先,对鄱阳湖国家级自然保护区内的六个代表性子湖泊的水体环境和浮游植物进行监测,分析了影响该群落结构动态变化的主要因素。其次,利用碳、氮稳定同位素技术研究了底栖动物的主要食物来源,测定了鱼类的营养生态位。最后,构建了四个代表性子湖泊的食物网结构,通过比较不同子湖泊的初级食物源和优势种鱼类的δ13C和δ15N值及营养级关系,分析了鄱阳湖子湖泊食物网结构的空间差异。得出的主要结论如下:  (1)在枯水期鄱阳湖子湖泊的浮游植物群落结构的变化主要受水温和水位变化的影响。在六个子湖泊共观察到浮游植物142种,隶属8门59属。其中,硅藻门的种类数最多,绿藻门次之。浮游植物的种类数在1月份最多,11月份最少。不同子湖泊的浮游植物优势种类存在着差异。子湖泊浮游植物的丰度为0.004×106~11.676×106cell/L,生物量为0.003~1.070mg/L。在大部分子湖泊中,浮游植物的生物量主要由硅藻、裸藻和隐藻组成。CCA分析结果表明,环境因子能够解释浮游植物群落结构变化的累计百分比为60.8%。  (2)稳定性同位素技术与贝叶斯混合模型结合分析表明,枯水期苔草是底栖动物的能量主要来源。通过测定子湖泊的初级食物源和底栖动物的δ13C和δ15N值,结合贝叶斯混合模型分析,发现苔草对子湖泊底栖动物的能量贡献比例高达35%~47%;悬浮颗粒物是另一种重要的初级食物源;底栖藻类和苦草的能量贡献比例相对较低,对子湖泊螺、蚌的能量贡献比例均不足20%。枯水期大型底栖动物的能量利用特征一方面与苔草生物量占绝对优势相关;另一方面与越冬雁类将大量陆源有机质带入到水体中有关。  (3)不同摄食功能鱼类的同位素营养生态位特征存在显著差异。在12种优势种鱼类中,鳊的δ13C值范围(CRb)最大,鲶的CRb最小。餐的δ15N值范围(NRb)最大,麦穗鱼的NRb最小。从凸多边形总面积(TA)和校正标准椭圆(SEAc)面积来看,肉食性鱼类的营养生态位相对较窄,而滤食性和植食性鱼类的营养生态位均相对较大。鲢占据的营养生态宽幅最大,麦穗鱼和黄颡鱼的营养生态宽幅最小。生态位重叠分析结果表明,不同摄食功能组中鱼类的营养生态位重叠的大小存在着差异。相比其它食性鱼类,肉食性鱼类的营养生态位重叠比例较大。  (4)不同子湖泊的初级食物源和鱼类的同位素值均存在着明显的差异。鱼类的营养级在不同子湖泊之间也存在着明显的变化。另外,子湖鱼类消费者的食物来源差异显著。在大湖池中,鱼类的主要碳源来自于沉水植物、底栖藻类和陆生植物,颗粒有机物的能量贡献比例相对较小。在沙湖和中湖池中,底栖藻类为这两个子湖泊的鱼类提供了主要的初级碳源,其能量贡献分别为26.3%-76.7%和7.5%-89.8%。在梅西湖,悬浮颗粒物和底栖藻类是鱼类的主要初级食物来源,提供的能量比例分别为20.4%-56.6%和16.0%-42.6%。研究表明,鱼类对不同初级碳源利用的差异是导致鄱阳湖子湖泊食物网结构存在着明显空间变化的主要原因。
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