近日，中國科學(xué)院水生生物研究所關(guān)于全球氣候變暖與底棲魚(yú)類(lèi)共同作用導致水生植物衰退的研究論文” Warming alters juvenile carp effects on macrophytes resulting in a shift to turbid conditions in freshwater mesocosms”在生態(tài)學(xué)經(jīng)典期刊《Journal of Applied Ecology》上發(fā)表（http://doi.org/10.1111/1365-2664.14040）。該研究不僅驗證了相關(guān)生態(tài)學(xué)理論，對于湖泊的修復與管理也具有重要指導意義。 

　　氣候變化和富營(yíng)養化等多重脅迫是湖泊水生植物衰退的重要驅動(dòng)因子。水生植物衰退會(huì )導致湖泊由清水態(tài)向濁水態(tài)轉變，進(jìn)而削減生態(tài)系統功能和服務(wù)。底棲魚(yú)類(lèi)可以通過(guò)擾動(dòng)和營(yíng)養級聯(lián)效應增加水體濁度，促進(jìn)藻類(lèi)（浮游植物和附著(zhù)藻）的生長(cháng)，或通過(guò)直接的牧食作用，抑制水生植物生長(cháng)（圖1）。底棲魚(yú)類(lèi)豐度通常隨著(zhù)富營(yíng)養化的加劇而增加。但氣候變暖是否會(huì )加劇底棲魚(yú)類(lèi)對水生植物的影響，進(jìn)而導致穩態(tài)轉換的研究仍比較匱乏。 

圖1 變暖和底棲魚(yú)類(lèi)影響水生植物的機理 

　　鑒于此，水生所研究人員通過(guò)中宇宙系統（http://mesocosm.org/mesocosm/wuhan-warming-mesocosm-facility-wwmf/）模擬氣候變暖和有無(wú)底棲魚(yú)類(lèi)（鯉），探討二者是如何單獨及共同影響不同生活型水生植物（春季沉水植物菹草和夏季浮葉植物菱）。實(shí)驗過(guò)程中同步監測了浮游植物、附著(zhù)藻、水體濁度以及水生植物的豐度變化。 

　　研究發(fā)現：氣候變暖提前了菹草的生活周期（17天）。鯉抑制了菹草的生長(cháng)，但是促進(jìn)了菱的生長(cháng)，增加了水體濁度并促進(jìn)了浮游植物和附著(zhù)藻的生長(cháng)，導致生態(tài)系統轉變?yōu)榱艘愿∪~植物為主的穩態(tài)系統。氣候變暖加劇了鯉對沉水植物的影響，而且抑制了浮葉植物的生長(cháng)，導致水體濁度進(jìn)一步升高。 

圖2 研究結果概覽圖 

　　氣候變暖可能導致淺水湖泊生態(tài)系統由以水生植物為主的清水態(tài)轉變?yōu)闈崴畱B(tài)，并不是由于變暖直接影響水生植物，而是通過(guò)底棲魚(yú)類(lèi)間接產(chǎn)生。隨著(zhù)氣候變化的加劇，未來(lái)的湖泊管理，除了要繼續削減營(yíng)養鹽輸入，還應當通過(guò)生物調控（削減底棲魚(yú)類(lèi)和增加肉食性魚(yú)類(lèi)）控制底棲魚(yú)類(lèi)的數量。 

　　該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、博士后科學(xué)基金等項目的資助。研究工作由水生所，華中農業(yè)大學(xué)，德國IGB研究所等單位合作完成。水生所生態(tài)化學(xué)計量學(xué)學(xué)科組張培育博士后是第一作者，徐軍研究員等為通訊作者。