——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
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日前,國際環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)期刊Science of the Total Environment 在線發(fā)表中國科學(xué)院海洋研究所唐贏中課題組關(guān)于有害藻華影響生態(tài)系統(tǒng)功能領(lǐng)域最新研究成果。該研究聚焦有害藻華對(duì)浮游生物群落和生態(tài)系統(tǒng)水平的負(fù)面影響,首次證實(shí)海洋有害藻華降低浮游生物群落資源利用效率,為應(yīng)用生態(tài)位分離機(jī)制解釋相關(guān)現(xiàn)象提供野外實(shí)驗(yàn)證據(jù),闡釋了浮游生物種類多樣性與群落功能之間的關(guān)系,對(duì)有害藻華在整個(gè)群落和生態(tài)系統(tǒng)水平的危害效應(yīng)獲得更深層次認(rèn)識(shí)。
浮游生物多樣性在全球生物地球化學(xué)循環(huán)過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能之間的關(guān)系是生態(tài)學(xué)研究的核心問題。海洋藻類在一定條件下短期暴發(fā)性繁殖并對(duì)水體中其它生物產(chǎn)生危害作用的現(xiàn)象稱為海洋有害藻華。在對(duì)有毒有害藻華的負(fù)面效應(yīng)研究中,此前主要集中于對(duì)藻華發(fā)生區(qū)域動(dòng)物尤其是養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)魚類和貝類以及人類公共健康的影響,但探討海洋有害藻華對(duì)群落尤其是浮游生物群落多樣性、群落結(jié)構(gòu)、功能和穩(wěn)定性影響的實(shí)證性研究,尤其是量化研究,幾乎闕如。因此,研究有害藻華對(duì)浮游生物群落結(jié)構(gòu)和功能的影響具有重要的生態(tài)學(xué)意義。
唐贏中團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用高通量測(cè)序結(jié)合化學(xué)分析和顯微計(jì)數(shù)等技術(shù),研究了常發(fā)于我國東海海域的東海原甲藻藻華對(duì)真核浮游生物群落結(jié)構(gòu)和功能(資源利用效率,RUE,定義為每單位總磷消耗產(chǎn)生的浮游植物生物量)的影響,以此來驗(yàn)證有害藻華、浮游生物種類多樣性以及浮游生物群落資源利用效率三者之間的關(guān)系。通過分析藻華發(fā)生前后及藻華區(qū)與非藻華區(qū)的種類多樣性(OTUs,Richness)、香農(nóng)-維納指數(shù)(Shannon-Wiener Index)和基尼-辛普森指數(shù)(Gini-Simpson Index),發(fā)現(xiàn)有害藻華發(fā)生期間真核浮游生物多樣性顯著降低。PCoA分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),藻華發(fā)生前后真核浮游生物群落結(jié)構(gòu)存在顯著差異。浮游生物種類多樣性與群落資源利用效率呈顯著正相關(guān)關(guān)系。更重要的是,東海原甲藻細(xì)胞密度與群落資源利用效率呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。研究結(jié)果表明,有害藻華通過降低浮游生物種類多樣性從而降低資源利用效率,為應(yīng)用生態(tài)位分離機(jī)制解釋為何“生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性越高,資源利用率也越高”提供了野外實(shí)驗(yàn)證據(jù)。
該研究得到國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(61533011)、國家基金委-山東省聯(lián)合基金項(xiàng)目(U1606404)、青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國家實(shí)驗(yàn)室鰲山科技創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目(2016ASKJ02)、國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(41476142)和其它科學(xué)基金等的支持。柴召陽為論文第一作者,唐贏中為通訊作者。
論文摘要圖
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