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苏豪杰课题组研究发现多营养级网络复杂性对淡水生态系统多功能性的关键作用
发布日期:2025-07-15 作者:苏豪杰

近日,云南大学高原湖泊生态与治理研究院苏豪杰课题组联合国内多家单位在《Water Research》期刊上在线发表了一项题为“Beyond biodiversity: The more essential role of multi-trophic network complexity for predicting ecosystem multifunctionality under multiple stressors”的研究成果,揭示了多营养级网络复杂性在预测多重环境压力下生态系统多功能性(EMF)中的关键作用。这一发现为淡水生态系统的保护和恢复提供了新的科学依据。

淡水生态系统是全球生物多样性的热点区域,承担着水资源安全、养分循环和气候调节等重要功能。然而,随着富营养化、水体褐变(溶解性有机碳增加)和鱼类扰动等多重环境压力的加剧,淡水生态系统的健康面临严峻挑战。尽管生物多样性被认为是维持生态系统功能的核心因素,但以往研究多集中于单一营养级的多样性,忽略了多营养级物种多样性及种间相互作用的重要性。

通过为期18周的中宇宙控制实验,模拟了氮磷富集、溶解性有机碳输入和鱼类扰动三种环境压力的单独及联合作用对EMF的影响。探讨了以浮游植物、浮游动物和浮游细菌为研究主体的多营养级生物多样性及其共现网络复杂性对EMF的重要作用。研究发现:(1多重压力的叠加效应——氮磷富集、溶解性有机碳输入和鱼类扰动三种环境压力的联合处理对EMF以叠加效应的方式产生影响;(2多营养级多样性的重要性——多营养级生物多样性与EMF呈显著正相关,且其预测能力优于单一营养级的多样性指标;(3网络复杂性的关键作用——多营养级网络复杂性(通过节点数、平均度等拓扑参数衡量)对EMF的预测能力超越了传统的多样性指标,表明物种间潜在的相互作用是维持生态系统功能的关键机制。

该研究首次在淡水生态系统中验证了多营养级网络复杂性对多重环境压力下EMF的关键作用,为生态学理论提供了重要补充。研究团队建议,未来的湖泊管理应超越单一压力或单一物种的保护策略,转而关注多重环境压力、多营养级的生物多样性及其相互作用网络的完整性。例如,通过动态监测多营养级生物共现网络复杂性,建立早期预警系统,以更精准地预测生态系统崩溃风险。

云南大学为该论文的第一单位,云南大学2023级生态学专业博士研究生孙尚省为该论文的第一作者,苏豪杰副研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目(32371644),云南省基础研究计划项目(202501AT070220202501AV070013)和云南大学第十五届研究生科研创新项目(KC-23233782)的资助。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.124216