日前,國際環境科學與生態學期刊Science of the Total Environment(環境科學與生態學ESI領域A類,Top期刊)在線發表中科院海洋所唐贏中課題組關于有害藻華影響生態系統功能領域最新研究成果。該研究聚焦有害藻華對浮游生物群落和生態系統水平的負面影響,首次證實海洋有害藻華降低浮游生物群落資源利用效率,為應用生態位分離機制解釋相關現象提供野外實驗證據,闡釋了浮游生物種類多樣性與群落功能之間的關系,對有害藻華在整個群落和生態系統水平的危害效應獲得更深層次認識。
浮游生物多樣性在全球生物地球化學循環過程中發揮著至關重要的作用。生物多樣性與生態系統功能之間的關系是生態學研究的核心問題。海洋藻類在一定條件下短期暴發性繁殖并對水體中其它生物產生危害作用的現象稱為海洋有害藻華。在對有毒有害藻華的負面效應研究中,此前主要集中于對藻華發生區域動物尤其是養殖經濟魚類和貝類以及人類公共健康的影響,但探討海洋有害藻華對群落尤其是浮游生物群落多樣性、群落結構、功能和穩定性影響的實證性研究,尤其是量化研究,幾乎闕如。因此,研究有害藻華對浮游生物群落結構和功能的影響具有重要的生態學意義。
唐贏中團隊應用高通量測序結合化學分析和顯微計數等技術,研究了常發于我國東海海域的東海原甲藻藻華對真核浮游生物群落結構和功能(資源利用效率,RUE,定義為每單位總磷消耗產生的浮游植物生物量)的影響,以此來驗證有害藻華、浮游生物種類多樣性以及浮游生物群落資源利用效率三者之間的關系。通過分析藻華發生前后及藻華區與非藻華區的種類多樣性(OTUs,Richness)、香農-維納指數(Shannon-Wiener Index)和基尼-辛普森指數(Gini-Simpson Index),發現有害藻華發生期間真核浮游生物多樣性顯著降低。PCoA分析結果發現,藻華發生前后真核浮游生物群落結構存在顯著差異。浮游生物種類多樣性與群落資源利用效率呈顯著正相關關系。更重要的是,東海原甲藻細胞密度與群落資源利用效率呈顯著負相關關系。研究結果表明,有害藻華通過降低浮游生物種類多樣性從而降低資源利用效率,為應用生態位分離機制解釋為何“生態系統中生物多樣性越高,資源利用率也越高”提供了野外實驗證據。
本研究得到了國家自然科學基金重點項目(61533011)、國家基金委-山東省聯合基金項目(U1606404)、青島海洋科學與技術試點國家實驗室鰲山科技創新計劃項目(2016ASKJ02)、國家自然科學基金面上項目(41476142)和其它科學基金等項目支持。柴召陽博士為論文第一作者,唐贏中研究員為通訊作者。
論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.135381
論文摘要圖