江湖阻隔对东部平原湖泊鱼类和软体动物多样性的影响研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:snowtea1987
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江湖阻隔被认为是导致世界范围内泛滥平原生态系统生物多样性下降的主要威胁因素。以往关于江湖阻隔对水生生物多样性的影响研究多集中在物种多样性维度,而忽视了功能和系统发育两个多样性维度。本研究以东部泛滥平原湖区为研究区域,选择鱼类和软体动物作为研究类群,开展了江湖阻隔对水生生物物种、功能和系统发育alpha和beta多样性的影响机制研究。本文取得的主要研究结果如下:1.选取东部平原的11个湖泊(9个阻隔湖泊和2个保持连通的湖泊),对江湖阻隔前后鱼类功能性状(3组分类性状和6个连续性状)组成的变化规律开展了研究。结果表明,9个阻隔湖泊的鱼类总物种数由阻隔前的140种减少为阻隔后的100种,平均物种数由79.6种减少到52.1种(减少34.4%)。江湖阻隔后鱼类群落的功能性状发生了显著变化,洄游性鱼类(包括河海洄游和江湖洄游)物种占比(由39.7%降至32.6%)和鱼食性物种占比(由31.1%降至25.2%)显著下降,而非洄游性物种占比(由60.3%升至67.5%)和浮游生物食性物种占比(由13.5%升至15.5%)显著上升。连续型性状中,平均营养级(由3.14降至3.10)显著下降、平均生长速率(由0.57 a-1升至0.65 a-1)显著上升。相比9个阻隔湖泊,2个连通湖泊功能性状变化幅度要更小。2.比较了11个湖泊鱼类群落物种、功能和系统发育alpha和beta多样性在江湖阻隔前后的变化。结果表明,江湖阻隔后鱼类群落三个维度的alpha多样性均显著下降,其中物种数、功能丰富度指数(FRic)和平均分类学差异性指数(Δ+)分别下降了31.4%,26.4%和4.7%。此外,三个维度beta多样性在阻隔后均显著增大,表明江湖阻隔后湖泊间的鱼类群落趋于异质化。物种(Tβsor)和系统发育(Pβsor)beta多样性的增长是由周转和嵌套组分的共同增长导致,然而功能(Fβsor)的增长主要是由周转组分增加导致。造成这一差异的原因是2个连通湖泊和9个阻隔湖泊物种消亡数目的不一致(其中9个阻隔湖泊在阻隔后消亡的物种数更多,尤其是物种数较少的目和科的消亡)。除了物种和系统发育beta多样性变化有较强的相关性,不同维度beta多样性变化间相关性较弱。这一结果表明测量不同维度多样性可为生物多样性研究提供不同侧面的信息,可为更准确地监测和评估江湖阻隔对生物多样性的影响提供科学依据。3.选取30个湖泊软体动物群落为研究对象,对软体动物群落及优势类群对江湖阻隔和富营养化的响应进行了分析。阻隔湖泊中,所有软体动物、腹足纲和瓣鳃纲以及6个优势科的物种数均明显低于连通湖泊,且物种数随着水体富营养化程度的增加而降低。在4组湖泊(中营养连通湖泊、中营养阻隔湖泊、轻度富营养阻隔湖泊和中度富营养阻隔湖泊)所有软体动物、腹足纲和瓣鳃纲群落结构存在显著差异,表明江湖阻隔和富营养化对软体动物群落产生了严重的影响。与三组阻隔湖泊相比,连通湖泊软体动物的Δ+较低,分类学差异性变异指数(Λ+)较高。这些差异主要是软体动物同属和特有物种的大量消亡导致的。总体而言,江湖阻隔和富营养化对泛滥平原湖泊中软体动物腹足纲、瓣鳃纲及各个优势科均产生了显著的负面影响。4.比较了软体动物物种、功能和系统发育alpha和beta多样性在连通湖泊和阻隔湖泊中的差异。结果表明,连通湖泊的物种和功能alpha多样性均显著高于阻隔湖泊,系统发育alpha多样性则低于阻隔湖泊。在beta多样性方面,湖泊软体动物Tβsor和Pβsor主要由周转组分构成,而Fβsor则主要由嵌套组分(78.1-84.0%)构成。阻隔湖泊Fβsor显著高于连通湖泊,这主要是因为湖泊阻隔后湖泊间大量共有性状(如大体型、瓣鳃类、滤食性、卵胎生和挖掘者)的丧失及阻隔湖泊间受干扰程度不同所导致的。分析多样性与环境因子间关系,尽管不同维度多样性与环境因子的关系有所不同,但总体上湖泊面积、水文连通性、水生植被覆盖率和营养盐(TN和TP)是影响软体动物三个维度的alpha和beta多样性的关键因子。本论文研究结果表明,江湖阻隔已对东部平原湖泊鱼类和软体动物的多样性产生了严重的负面影响。本论文的研究结果可为东部平原湖泊及其它泛滥区域湖泊鱼类和软体动物的资源管理及湖区生态修复和保护提供重要的理论依据。
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