在水生生态系统中评估食物网稳定的新方法:白阳地湖的案例研究
Yong Zeng1, Wei Yang2, Yanwei Zhao2
1State Key Laboratory of Heavy Oil Processing, Beijing Key Laboratory of Oil & Gas Pollution Control, College of Chemical Engineering and Environment China University of Petroleum Beijing China.
Ecology and evolution
|August 11, 2025
概括
这项研究开发了测量水生生态系统中食物网相互作用强度的方法,发现碎片动态显著影响稳定性. 一个新的捕食者-猎物生物质比率指标可以预测生态系统管理的食物网稳定性.
科学领域:
- 生态生态学 生态生态学
- 水生生态系统 水生生态系统
- 食物网络动力学 食物网络动力学
背景情况:
- 在水生生态系统中量化物种和碎片相互作用是复杂的,因为食物未被吸收,非捕食者死亡率和复杂的食物关系.
- 了解这些相互作用对于评估生态系统的稳定性和健康至关重要.
研究的目的:
- 开发和应用方法来测量基于植物浮游生物和碎片的食物网中的相互作用强度.
- 从1958-2019年使用循环重量和对角强度分析白阳地湖食物网的稳定性.
- 提出一种简化指标,用于对食物网稳定性的早期预警评估.
主要方法:
- 利用经典和修订的Lotka-Volterra方程和Ecopath模型输出用于Baiyangdian湖的食物网 (1958-2019).
- 分析了三种类型的物种-碎片相互作用,使用循环重量和对角强度 (S) 来评估稳定性.
- 提出了捕食者与猎物的生物质的几何平均比率作为简化稳定性指标.
主要成果:
- 从1958年到2009年,白阳地湖的稳定性受到Detritus > 动物浮游生物 > 过鱼类的杂食循环的限制,与更高的捕食者-猎物生物质比率相关的不稳定性增加.
- 从2009年到2019年,一个新的循环 (碎片 > 动物浮游生物 > 植物浮游生物) 和相关的生物质比率导致稳定性增加,表明从上下向下向上的热带级联的转变.
- 捕食者与猎物的生物质的拟议几何平均比与对角强度相关 (R2 = 0.6645),作为一个实际的早期预警指标.
结论:
- 整合碎片动态和分析循环重量对于理解水生食物网的稳定性和识别关键的食物相互作用至关重要.
- 提出的经验指标,特别是捕食者对猎物的生物质比率,为生态系统管理和预警评估提供了实用的工具.
- 主导的营养级联效应的变化 (自上而下与自下而上) 可以显著改变食物网的稳定性.
