云南抚仙湖浮游甲壳动物昼夜垂直迁移行为特征及其生态效应

In freshwater ecosystems, there are comprehensive studies about effects of crustacean zooplankton on phytoplankton, mainly focusing on species, size and abundance of crustacean zooplankton, while very few studies involved effects of crustacean zooplankton behavior on phytoplankton. Diel vertical migration (DVM) of crustacean zooplankton is a common phenomenon in deep lakes. This behavior can alter the vertical distribution of crustacean zooplankton, and further affect the phytoplankton communities in different strata. In this study, we make a hypothesis that DVM of crustacean zooplankton could alter the community structures of phytoplankton in upper strata through discontinuous grazing and nutrient transfer. To verify this hypothesis, we select the deep Lake Fuxian in Yunnan as the study site and combine the methods of field investigation and simulation experiments, aiming at the characters of diel vertical distribution of crustacean zooplankton and its ecological effects. Our study will reveal the ecological characters of crustacean zooplankton in subtropical plateau deep lakes. The obtained results will supply the rationale of management of deep lakes in Yunnan province.

淡水生态系统中浮游甲壳动物对浮游植物的影响已有深入研究，主要关注浮游甲壳动物种类、大小、密度等因子的影响，而对浮游甲壳动物行为变化对浮游植物的影响鲜有报道。浮游甲壳动物昼夜垂直迁移行为是深水湖泊的一种常见现象，此行为能改变其在水层中的垂直分布，并对浮游植物产生影响。本研究假设浮游甲壳动物昼夜垂直迁移行为改变了其在水层中的组成和数量分布，通过不连续性牧食和营养盐传输改变湖泊上层浮游植物的群落结构和提高浮游植物生物量。本项目选择云南深水湖泊抚仙湖作为研究地点，采用野外调查和模拟实验相结合的方法，研究高原深水湖泊浮游甲壳动物昼夜垂直迁移行为的特征及其生态效应。本研究将有助于认识亚热带高原深水湖泊浮游甲壳动物的生态特征，结果将为云南深水湖泊的管理提供理论依据。

浮游甲壳动物昼夜垂直迁移行为是深水湖泊的一种常见现象，此行为能改变其在水层中的垂直分布，并对浮游植物产生影响。因此，本研究假设浮游甲壳动物昼夜垂直迁移行为改变了其在水层中的组成和数量分布，通过不连续性牧食改变湖泊上层浮游植物的群落结构、提高浮游植物生物量。围绕此假设，项目组在分析了抚仙湖浮游动物历史变化的基础上，重点开展了以下三方面研究，即抚仙湖浮游甲壳动物昼夜垂直迁移行为特征；抚仙湖浮游甲壳动物昼夜垂直迁移行为原因分析和抚仙湖浮游甲壳动物昼夜垂直迁移行为对浮游植物的影响。结果表明：（1）自上世纪50年代以来，抚仙湖浮游动物丰度整体呈增加的趋势，但三大类群的变化趋势不同，桡足类呈现减少的趋势，而枝角类和轮虫呈现增加的趋势。这些趋势的变化与鱼类捕食和营养水平升高有关。 浮游甲壳动物白天垂直分布来看，存在明显的季节性，且与温跃层的出现有关。温跃层出现的季节，浮游甲壳动物主要分布在中下层，而温跃层消失的季节（冬季），浮游甲壳动物主要分布在中上层。（2）抚仙湖浮游甲壳动物优势种类象鼻溞和舌状叶镖水蚤均有昼夜垂直迁移行为，即白天主要分布中中下层，夜晚部分个体迁移到上层/表层。原因分析表明，紫外辐射和鱼类捕食是造成抚仙湖浮游甲壳动物昼夜垂直迁移行为的主要原因。（3）无论是连续摄食还是不连续摄食，浮游甲壳动物的摄食均有利于大个体藻类占优势，小个体藻类由于摄食的原因丰度较低。浮游甲壳动物昼夜垂直迁移行为有利于上层大个体藻类的优势度。研究结果暗示在人类活动干扰下，浮游甲壳动物昼夜垂直迁移行为对藻类生长具有促进作用，从而影响生态系统的其它过程。由于深水湖泊浮游动物存在昼夜垂直迁移行为，控制湖泊外源营养物质的输入，将会减缓藻类水华的产生，结果将为云南深水湖泊的管理提供理论依据。