富营养湖泊中蓝藻对枝角类生殖转化及休眠卵形成与萌发影响的生态学机理

随着湖泊生态学的深入研究，富营养化湖泊中"蓝藻水华频繁暴发和大型枝角类（如Daphnia）仲夏减少或消失"的现象是国内外研究者普遍关注的问题，蓝藻与枝角类之间的相互作用机理还有许多空白之处有待研究。本项目通过野外实验、围隔实验和室内实验，研究富营养化水体中群体蓝藻影响枝角类生殖方式转变和休眠卵形成的机理，蓝藻及其休眠体对枝角类休眠卵萌发的影响，以及枝角类的生长和生殖对蓝藻抑制影响的适应性。. 本项目的研究地点- - 巢湖是典型的富营养化浅水湖泊，蓝藻水华在温暖季节频繁暴发，大型枝角类（如Daphnia）在巢湖仲夏消失（Deng et al. 2007, 2008）。因此，本项目的研究将能很好地揭示富营养化水体中蓝藻对枝角类的生殖方式转变及休眠卵形成与萌发影响的生态学机理，有助于深入研究蓝藻与枝角类的相互作用关系，填补该研究领域的国际空白，为湖泊富营养化治理和蓝藻水华的控制提供科学依据。

通过野外调查、围隔实验和室内实验，主要以巢湖为对象，研究了富营养湖泊中蓝藻（尤其是微囊藻）与枝角类的相互作用关系，揭示了蓝藻对枝角类生殖转化及休眠卵形成与萌发影响的生态学机理。主要研究结果如下：.1. 五次调查的RDA分析显示，巢湖三种溞属种类与营养盐及浮游植物生物量之间存在着一定的联系，即：蚤状溞与TN呈显著的正相关；盔形溞与TN呈密切的正相关，与大型浮游植物（微囊藻占优势）之间的关系不密切；隆线溞与TP呈显著的正相关，与大型浮游植物呈负相关。.2. 围隔实验显示，在较低的群体微囊藻生物量下，围隔中大型溞属种类的季节动态与鱼类的捕食压力、小型浮游植物的生物量密切相关。较高浓度的群体微囊藻对大型溞属种类具有明显的抑制影响。另外，底泥中休眠卵及时孵化对水体中溞类密度的变化也起到一定的影响。.3. 在群体微囊藻下，大型枝角类（隆线溞）的种群增长在与小型枝角类（发头裸腹溞）的种间竞争中受到明显的抑制，且种间竞争抑制了大型枝角类的卵鞍产生和休眠卵的形成。铜绿微囊藻的浓度、群体大小及其组合显著影响了巢湖三种溞属种类的卵鞍累积数。.4. 大型枝角类Daphnia能够牧食单细胞或小群体的微囊藻（<64 µm）。在混合食物中，高的斜生栅藻浓度能够促进Daphnia对小群体微囊藻的牧食效率。.5. 在单细胞的微囊藻存在下，高质量的食物水平下溞属Daphnia的卵鞍累积数受其种群密度的制约，而在低质量的食物水平下Daphnia的卵鞍产生则显著受到微囊藻毒素含量的抑制。. 总之，大群体的微囊藻机械地干扰了大型枝角类的生长与生殖，而单细胞或小群体的微囊藻在营养不良或毒素的作用下抑制大型枝角类的生长与生殖，两者均促进枝角类的生殖转化，雄体的产生进而导致了枝角类休眠卵的形成。湖泊的氮磷水平影响微囊藻的营养成份，进而影响枝角类的卵鞍产生和休眠卵的形成。本研究结果将为理解在发生微囊藻水华的富营养湖泊中溞属Daphnia的仲夏减弱和浮游甲壳动物的群落演替都具有重要的参考价值。