人和自然對瀘沽湖有殼蟲群落產生的影響

全球湖泊生態(tài)系統(tǒng)在氣候變化和人類活動的多重壓力下，正在發(fā)生一系列的變化。甚至，受人類活動影響相對較小的高原湖泊，也面臨著水質惡化、生態(tài)退化和生物多樣性喪失等生態(tài)環(huán)境問題。

高原湖泊的保護與管理，離不開對湖泊生態(tài)系統(tǒng)長期演化過程和規(guī)律的系統(tǒng)認知。然而，在千年的時間尺度上，我們對高原湖泊生態(tài)系統(tǒng)的演化過程和規(guī)律，還缺乏系統(tǒng)全面的認知。

以我國五大湖區(qū)之一的云貴高原湖泊群為例，多屬于構造深水湖泊，地質歷史時期人為擾動較小，因此保存有連續(xù)且完整的湖泊沉積和豐富的生物信息，是研究水生態(tài)系統(tǒng)長期演變對氣候變化和人類活動響應的理想場所。

但研究過去長期（千年）尺度的生態(tài)環(huán)境變化，還需要借助能夠記錄環(huán)境變化信息并保存于沉積物的水生生物，這些生物的個體、種群和群落特征是湖泊生態(tài)環(huán)境研究的重要載體。

有殼蟲是一類具有堅硬外殼的原生動物，是湖泊生態(tài)系統(tǒng)結構的重要組成部分。中國科學院城市環(huán)境研究所水生態(tài)健康研究組（楊軍團隊）和中國科學院南京地理與湖泊研究所羊向東團隊選擇云貴高原的瀘沽湖為研究對象，以有殼蟲群落分析為切入點，結合地球化學指標和年代分析研究有殼蟲群落的歷史演變特征，分析驅動有殼蟲群落變化的生態(tài)因子和生態(tài)過程，借此了解整個湖泊生態(tài)系統(tǒng)的演化過程。

瀘沽湖（圖片來源 ：城市環(huán)境所 唐超）

研究發(fā)現(xiàn)瀘沽湖生態(tài)系統(tǒng)演化可以劃分為三個階段，分別對應了不同的自然變化和人類活動：第一階段的演化，以流域內土壤侵蝕的自然變化為最大驅動力，這一階段的有殼蟲物種多樣性較低，群落受自然變化和隨機過程影響較大；第一階段向第二階段過渡時期，受印度夏季季風增強影響，流域侵蝕加強，有殼蟲群落發(fā)生激烈的變化，優(yōu)勢物種從匣殼蟲快速地轉變?yōu)樯皻はx；第三階段群落變化速率最快，因為該流域內人口增加、人類活動加強，增大了營養(yǎng)鹽和污染物的輸入，確定性過程和隨機性過程對有殼蟲群落影響都比較大。

最后，研究進一步指出，有殼蟲可以作為環(huán)境變化的敏感指示生物，其群落可用于監(jiān)測和重建湖泊生態(tài)系統(tǒng)的演變過程，進而服務于湖泊生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)利用與管理。

過去2500年以來瀘沽湖有殼蟲群落演變的三個階段

研究結果以 Effects of natural and anthropogenic changes on testate amoebae communities in an alpine lake over the past 2500 years為題發(fā)表于環(huán)境生態(tài)領域國際期刊Science of the Total Environment。中國科學院城市環(huán)境研究所博士生 Jean Claude Ndayishimiye為第一作者，楊軍研究員為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金和國家重點研發(fā)計劃“全球變化及應對”重點專項的資助。

有殼蟲的掃描電子顯微照片

A—半圓表殼蟲（Arcella hemisphaerica）. B—卡巴砂殼蟲（Difflugia kabylica）. C—-錐形曲頸蟲（Cyphoderia trochus）. D—有棘鱗殼蟲（Euglypha acanthophora）. E—盔飾片口匣殼蟲（Centropyxis platystoma armata）. F—壇狀曲頸蟲（Cyphoderia ampulla）. G—湖沼砂殼蟲（Difflugia limnetica）. H—針棘匣殼蟲（Centropyxis aculeata）. I—球形叉口砂殼蟲（Difflugia gramen globulosa）. J—小扁楔頸蟲（Sphenoderia lenta）. K—喜石砂殼蟲（Difflugia lithophila）. L—瘤棘砂殼蟲（Difflugia tuberspinifera）. M—木蘭砂殼蟲（Difflugia mulanensis）. N—斜口三足蟲（Trinema enchelys）. O—切割咽殼蟲（Pontigulasia incisa）. P—適當旋扁殼蟲（Lesquereusia modesta）. Q—無棘匣殼蟲（Centropyxis ecornis）. R—大針棘匣殼蟲（Centropyxis aculeata grandis）. S—刻刀砂殼蟲（Difflugia smilion）. T—尖頂砂殼蟲（Difflugia acuminata）. A–P 標尺 = 30 μm, Q–T 標尺 = 50 μm.

參考文獻：

Jean Claude Ndayishimiye, et al., 2019. Temperature transfer functions based on freshwater testate amoebae from China. European Journal of Protistology, 69:152–164.

來源：中國科學院城市環(huán)境研究所