一直以来由于水生态系统联通的局限性,我们对水生物多样性及维持机制的认知还十分局限。且随着人类活动的不断加剧,生物多样性遭受的威胁也日益增大,例如石油开采活动带来了石油及其副产品例如石油碳氢化合物等泄漏或溢出的风险,导致过多的有机污染和营养元素渗入城市水体。人类活动例如工业生产对水生态系统水生生物多样性构成、维持及组装等也将造成影响。
在过去几十年里,黑龙江大庆油田已经生产的原油约占中国陆上原油总产量的40%。大庆市拥有全中国城区内最大的湿地景观,龙凤湿地群是其中最大的湿地保护区。浮游植物是水体中重要的初级生产者,在水生态系统中物质能量循环的作用至关重要。中国科学院武汉植物园系统生态学科组科研助理朱以敏在谭香副研究员和哈尔滨师范大学生命科学与技术学院刘妍教授的共同指导下,以龙凤湿地群浮游植物群落为研究对象,利用结构方程模型和变异划分方法,研究了空间因素、土地利用格局和局部环境变量对浮游植物群落结构、功能及聚集过程的影响。研究发现,当地的环境特征,特别是有机污染物及营养元素的波动,是影响浮游植物群落结构的主要因素,而湿地连通性和高扩散率等空间因素对维持群落间物种的供应起到补充作用。另外,在不同的群落中,具有相似功能特征的浮游植物物种倾向于相互替代,且对近端和远端环境变量的响应程度相似。湿地浮游植物群落聚集过程的机制,加深了我们对初级生产者--浮游植物群落构建、维持等的认知,并对生态文明建设有实际指导意义。
研究成果以“Local environmental variables outperform spatial and land use pattern in the maintenance and assembly of phytoplankton communities in the wetland cluster”为题发表于国际著名环境科学类学术期刊Journal of Cleaner Production。研究受到了国家自然科学基金((Nos. 31970213, 31870187)的资助。
图 1 湿地集群中浮游植物的群落维持过程及构建机制
图 2 湿地集群中浮游植物群落的关键环境驱动因子