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《中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所)》 2018年
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基于C、N稳定同位素技术的兴凯湖食物网结构研究

袁宇翔  
【摘要】:食物网研究可以指示群落的组成、联系和整体性,对探究水域生态系统中能量流动和物质循环具有重要意义。稳定性同位素技术已经成为研究淡水生态系统食物网结构和营养关系及外来物种入侵的重要手段。本文分析了具有水文联系的大兴凯湖和小兴凯湖初级生产力的时空动态变化及其主要影响因素,并应用碳、氮稳定同位素分析方法探讨了两个湖泊食物网结构、营养级关系、外来物种入侵及其对土著鱼类的影响等生态问题,还探讨了环境变化和水文连通性对兴凯湖流域生态系统的影响。本文的目的是通过评估农业活动、水文连通性、物种入侵对兴凯湖流域生态系统的影响,为兴凯湖流域生态系统的科学管理、合理利用和可持续发展提供科学依据。大兴凯湖和小兴凯湖浮游植物群落结构均存在显著时空变化,主要以绿藻、硅藻和蓝藻为主。小兴凯湖浮游植物丰度、生物量、生物多样性指数和物种丰富度指数均高于大兴凯湖。受周边农业活动的影响,小兴凯湖年际间浮游植物群落结构变化较大。大兴凯湖水质明显好于小兴凯湖。两个湖泊的浮游植物群落结构受不同环境因子的影响。大兴凯湖浮游植物群落结构的主要影响因子为pH、Fe2+、Fe3+和水温,而小兴凯湖浮游植物群落结构的主要影响因子是Fe2+、水温、TOC和 BOD5。微型藻类和C3植物是小兴凯湖中食物网结构的能量基础,其中颗粒有机物(POM)对于初级消费者的贡献较多。消费者营养级范围为2.00~4.38,其中大型肉食性鱼类翘嘴鲌、乌鳢和鲶营养级较高,处于食物链顶端。沉积物是底栖动物能量的主要来源,微型藻类对植食性和小型杂食性鱼类食源贡献较大,C3植物对生活在湖水中下层的鱼类贡献较高,而浮游动物对杂食性和肉食性鱼类贡献较高。陆源有机物(TOM)是大兴凯湖食物网结构的重要能量基础,是POM的主要组成部分。大兴凯湖主要消费者的营养级较为集中,范围为2.00~3.23。大型肉食性鱼类黑斑狗鱼和翘嘴鲌营养级较高,处于食物链顶端。POM对植食性和小型杂食性鱼类食源贡献较大,TOM是浮游动物的主要食源,而浮游动物是大兴凯湖杂食性和肉食性鱼类能量的主要来源。兴凯鲌体长、体重和营养级呈显著正相关关系,说明随着兴凯鲌的生长发育,其营养级也逐渐升高。兴凯鲌和翘嘴鱼舶在生长发育过程中存在食性转变。小兴凯湖POM碳、氮稳定同位素时间变化不显著。大兴凯湖和小兴凯湖中POM和浮游动物的碳、氮稳定同位素具有显著空间差异。TOC、TC和IC是影响POM氮稳定同位素比值的主要环境因子。水文连通可以增加大兴凯湖和小兴凯湖浮游植物群落结构的相似性。但也导致小兴凯湖中的营养盐流入大兴凯湖中,造成大兴凯湖水质逐渐变差。入侵物种大银鱼也因水文连通从小兴凯湖进入大兴凯湖中,威胁到大兴凯湖土著鱼类的生存。相比于小兴凯湖,大银鱼的入侵对大兴凯湖食物网结构和生态系统的影响更大。
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:Q178

【参考文献】
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