温带淡水湖泊生态系统极其脆弱且复杂,其生态环境状况直接关系着半干旱地区水安全与人类社会可持续发展。在国家自然科学基金、国家重点研发计划以及中科院南京地理与湖泊研究所湖泊与流域水安全重点实验室开放基金的支持下,我院青年教师程龙娟副教授以我国北方最大淡水湖泊——呼伦湖为研究对象,揭示了过去170年以来,在自然与人类因素演替协同效应的共同影响下,以浮游动物枝角类为代表的种群结构变化对呼伦湖生态系统长期演化过程的响应特征。
本研究以枝角类为研究对象,采用RDA(冗余分析)和GAM(广义加性模型)等定量方法,对呼伦湖人类活动、气候变化、渔业、营养动态、有机质和粒度等参数进行系统分析,评估人类活动、气候与环境变化对呼伦湖生态系统的影响。研究结果表明,呼伦湖生态系统在过去百年尺度上的演变过程是由人类活动、气候变化和湖泊环境等多种因素的协同作用所驱动。过去170年以来,呼伦湖内部因素(沉积环境、渔类捕获量、湖水水位、有机质和营养盐)以及周边流域的外部因素(人口、城市化率和畜牧业)是驱动呼伦湖枝角类结构变化的关键因素。尤其是自1980年以来,原本占主导地位的枝角类沿岸种(Chydorus sphaericus s.l.)逐渐被浮游种(Bosminidae)所取代,同时伴随着物种多样性的下降,这与湖泊富营养化和污染过程相吻合。枝角类群落动态变化过程表明,由于渔业捕捞量下降、牲畜数量增加、人口增长、城市化率上升以及湖泊水位下降等因素的持续协同作用,呼伦湖生态系统自2000年左右开始面临失衡的威胁。
本文研究成果《Ecosystem Shifts and Cladocera Responses in a Freshwater Lake in Semi-Arid Regions: The Successional Synergistic Effects of Natural and Human Factors in the Past 170 Years》发表在国际知名期刊 Journal of Biogeography (IF=3.4,中科院分区2区)上。程龙娟副教授为第一作者,薛滨研究员与程龙娟副教授为共同通讯作者。全文链接:https://doi.org/10.1111/jbi.15149
呼伦湖流域气候、人类活动、环境记录与枝角类浓度的变化过程
(程龙娟)