浅水湖泊因其具有重要的生态服务功能,受到人类高强度的开发利用,已形成“人类社会-自然生态系统复合体”。对于浅水湖泊在人为干扰下如何做出响应的研究愈加受到关注。在长时间外界干扰下,系统的弹性会逐步降低,直至发生系统状态转变。在一些大型浅水湖泊中,会共存草型和藻型两种不同类型的稳态,并会衍生出不同特征的生态系统。食物网可以将生态系统内的物种通过捕食关系联系起来,为从系统的角度研究生态系统对人为干扰的响应提供了一个可以施展的平台。太湖是中国第三大淡水湖。长久以来,太湖一直为人类提供了重要的生态系统服务功能,同时也承受着巨大的人为干扰,如大量污染物质的输入、环湖堤坝的建设及对湿地和湖滨区的过度开发等。这些干扰造成太湖生态系统结构和功能严重退化。鉴于太湖的重要地位,学者们已经在太湖地区开展了 一系列的调研和研究,这些数据的积累为后续的研究奠定了基础。在此,本文希望在食物网对长期人为干扰的时间响应和对不同湖区人为干扰的空间响应方面进行探索,进一步完善太湖的食物网研究。基于对研究现状和进展的把握,本文通过文献资料、野外调查资料、生态模型及相关实验数据综合分析,得出在人为干扰下太湖食物网的时间演变和区域分异特征,研究结果表明:(1)太湖“人类社会-自然生态复合系统”在1990s早期经历了稳态转变,而且在1960s至2000s期间,太湖复合系统的发展可以分为四个阶段:正常发展阶段(1960-1960s后期),初步退化阶段(1960s后期-1980s后期),紊乱阶段(1980s后期-1990s后期),以及重建阶段(1990s后期-2009)。系统弹性系数在1960年最高,为9.136,在1990年降至最低点,为-1.130,随后缓慢震荡上升。结果显示系统弹性的逐步降低最终导致了太湖复合系统稳态转变的发生。(2)经历了长期的富营养化后,太湖食物网经历了结构逐步简化,食物网上层物种和链接消失比例增高,而中下层联系增强,这导致食物网能量交换的重心下移与能量流动重心下移。由于总能量传递系数降低,底层的能量不能很顺利地传递到食物网顶端,食物链长度缩短。我们的研究结果显示,长期的富营养化从结构和过程上都在压缩食物网。(3)对草、藻湖区的群落结构分析显示,草型湖区的浮游植物和浮游动物的物种丰富度相对较高,藻型湖区的底栖动物和鱼类的物种丰富度相对较高。除此之外,与草型湖区相比,藻型湖区的极度优势种主要是一些耐污种和小型鱼类。(4)通过稳定同位素技术分析草、藻湖区食物网的结果显示,藻型湖区基础食物来源和消费者的δ13C偏低而δ15N偏高。除了滤食性鱼类外,两个湖区的基础食物来源和消费者的δ13C和δ15N显示出显著性差异。同时,在藻型湖区中,发现浮游植物-浮游动物-小型偏好捕食浮游动物的肉食性鱼类为最重要的能流路径,而在草型湖区中,则发现三条重要能流路径:悬浮颗粒物(SPOM)-滤食性鱼类,浮游植物-浮游动物-大型偏好捕食浮游动物的肉食性鱼类,沉水植物-草食性鱼类。这种空间差异可能是子流域内人类干扰和系统内生物相互作用的共同结果。(5)通过生态化学计量技术分析草、藻湖区食物网的结果显示,环境样品和低营养级物种的C、N、P含量和比值具有较高的空间差异性,而高营养级的生物具有保持自身生态化学计量值稳定的能力。我们也发现了两个湖区食物网均具有营养级间化学计量上的不匹配性。对食物网的生态化学计量特征的研究,可以为大型浅水湖泊的营养盐控制提供建议。综上所述,长时间的人为干扰削弱了太湖复合系统的弹性,使食物网结构简化和能量传递弱化,而人类活动和湖区本底的区域差异,造成了食物网的物种特征,能流路径和物质流动的空间差异。在太湖的保护和管理中,应根据生态系统特征和发展规律,关注长期外界压力对生态系统造成的累积影响,采取适应性管理,并考虑生态系统的空间异质性,对不同湖区采取有针对性的保护管理策略。