中型浮游动物(体型范围 200–2000 微米)作为淡水生态系统食物链中的关键枢纽,在初级生产者(浮游植物)与高营养级消费者之间搭建起物质循环和能量流动的重要桥梁。其通过选择性摄食行为,不仅能够直接影响浮游植物的生物量累积,还能间接调控浮游植物群落结构的动态平衡,对维持生态系统稳定性具有不可替代的作用。然而,在全球富营养化湖泊频发的蓝藻有害藻华(cHABs)期间,中型浮游动物的食物资源选择策略、摄食偏好及其对蓝藻等优势浮游植物类群的实际摄食压力,仍是当前生态学研究中尚未明确的关键科学问题,相关认知的匮乏限制了对蓝藻水华生态调控机制的全面理解。
为填补这一研究空白,本研究于 2021 年蓝藻水华爆发季,在伊利湖西部水域开展了两次梯度摄食控制实验,核心目标是精准测定中型浮游动物群落的综合摄食率及对不同食物源的选择性。实验设计中,系统监测了中型浮游动物对多类关键食物源的摄食动态,涵盖总浮游植物群落、三大主要浮游植物功能类群(蓝藻、隐藻 / 硅藻混合类群、绿藻),以及自养型微型浮游生物和异养型微型浮游生物。基于实验获取的摄食速率数据,进一步量化分析了中型浮游动物的摄食选择性系数、各类食物源对其碳营养摄入的贡献占比,同时评估了其对不同食物源现存量生物量的消耗百分比及对生长量的控制效率。

研究结果揭示了中型浮游动物在蓝藻水华期间明确的摄食选择模式:其对自养型微型浮游生物和异养型微型浮游生物表现出显著的主动选择性摄食,对隐藻 / 硅藻类群呈现中性摄食态度,而对蓝藻及整体浮游植物群落则表现出明显的摄食回避行为。碳源贡献分析显示,自养型微型浮游生物和蓝藻是中型浮游动物碳营养摄入的主要来源,这一发现表明,尽管目前对蓝藻碳向中型浮游动物生产力转化的具体机制仍缺乏深入认知,但在蓝藻水华占据优势的特殊生态环境中,这两类食物源对维持中型浮游动物种群生产力、保障食物链连续稳定性具有关键意义。
摄食压力量化结果显示,中型浮游动物对总浮游植物(每日 1% – 12%)和蓝藻(每日 5% – 13%)的现存量生物量(级)消耗比例相对较低,但对二者生长量的控制能力显著更强 —— 对总浮游植物生长量的消耗百分比达每日 4% – 38%,对蓝藻生长量的消耗百分比更是高达每日 64% – 106%。这一差异化控制效应的核心驱动因素,在于实验期间蓝藻及总浮游植物类群普遍表现出较低的生长速率,使得中型浮游动物的摄食作用能够对其生长增量形成有效制衡。
本研究的核心结论证实,中型浮游动物在蓝藻有害藻华期间并非完全排斥蓝藻,而是存在明确的摄食行为;在适宜的生态条件下,其不仅能够通过直接摄食消耗蓝藻生长量,还能通过调节自身种群动态间接影响其他蓝藻摄食者(如大型浮游动物、浮游甲壳类)和竞争者(如其他浮游植物类群)的生存状态,进而参与蓝藻水华的动态调控过程。该研究成果为深入解析蓝藻水华的生态调控机制提供了关键数据支撑,也为富营养化湖泊蓝藻水华的生态治理提供了新的理论参考。
原文链接:Mesozooplankton grazing patterns and preferences during a cyanobacterial harmful algal bloom (cHAB) in a large eutrophic lake