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水生所阐释富营养化条件下沉水植物多样性对生态系统功能的积极作用

  生物多样性保护是当今社会所关注的热点,其目的是保护不同物种所蕴含的生态系统功能。现有研究表明,在人为可控简单实验条件下,生物多样性和生态系统功能之间存在积极关系;但是,在复杂自然环境中,两者关系仍存在不确定性,从而给保护策略造成困惑。本研究旨在厘清自然湖泊中沉水植物多样性与生态系统功能之间的关系。

  沉水植物是湖泊、河流等水体的重要生态基础,为其生态系统功能和服务的维持提供重要保障。多年来,我国富营养化治理能力得到了很大的提升,但是富营养化问题仍未解决。在自然条件下,富营养化仍然是沉水植被衰退的重要原因,这些年来沉水植被恢复是湖泊水生态修复的重要手段。但是,水生态恢复工程选用的沉水植物品种较为单一,通常只有苦草和黑藻等一两种植物,远低于自然湖泊中沉水植物的多样性。因此,探究富营养化压力下沉水植物多样性对生态系统功能的影响对我国湖泊水生态恢复具有实践意义。 

  中国科学院水生生物研究所曹特研究员团队长期立足大理洱海,通过对云南地区的湖泊、水库等自然水体中的沉水植被广泛调查,从多角度多样性指数(物种丰富度,功能多样性和β多样性)阐释沉水植物多样性可以有效缓冲富营养化对生态系统功能的压力,同时指出沉水植物功能多样性能有效地预测生态系统功能。随着富营养化程度增加,植物群落可以通过提高对物种的“选择效应”而部分弥补“生态位互补效应”的不足,或者改变植物群落功能组成而保证相应的生态系统功能。因此,本研究结果表明,恢复沉水植物多样性对湖泊生态系统功能具有积极意义。主要表现为:(1)氮类营养对生物量和盖度有负面的影响,而植物丰富度和功能多样性可直接或间接地促进生物量和盖度;(2)功能多样性在三种多样性指数中对生物量的解释率最高,物种丰富度对盖度有更强的解释度。

常见沉水植物种类

富营养化条件下沉水植物多样性与生态系统功能的积极关系(绿色代表正效应,红色代表负效应)

沉水植物的物种丰富度,功能多样性和β多样性对生态系统功能的解析度分析

  该研究以“Biodiversity buffers the impact of eutrophication on ecosystem functioning of submerged macrophytes on the Yunnan-Guizhou Plateau, Southwest China”为题发表于Environmental Pollution上,水生所王昊博士为第一作者,张霄林副研究员为通讯作者。研究得到了国家自然科学基金、芬兰科学院战略研究委员会基金的资助,由中国科学院水生生物研究所和赫尔希基大学合作完成。 

  文章链接: 

  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749122014245 

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