蓝藻水华对微型浮游动物群落结构及其摄食能力的影响

Microzooplankton are important components of the planktonic food web as they provide a link between microbial loop and higher trophic levels, and they also play a key role in controlling the process of algal blooms. However, little is known about the process and changes of microzooplankton community structure and grazing ability in response to cyanobacteria blooms until now. In order to investigate the effects of cyanobacteria blooms on community structure and grazing ability of microzooplankton, we will conduct field simulation experiments using natural water obtained from Lake Nanhu, Wuhan. Using microscopy methods, the community composition and biomass of microzooplankton will be measured at four defined points of the cyanobacteria bloom: pre-bloom, bloom peak, early post-bloom and later post-bloom. Meanwhile, we will evaluate the changes of microzooplankton grazing rates and prey selectivity on phytoplankton by dilution experiments combining with High Performance Liquid Chromatography (HPLC) techniques. This project may contribute to understanding the role of microbial loop during algal blooms in eutrophic lakes, and may provide new references for further revealing the mechanism of ecological catastrophe induced from cyanobacteria blooms. This project will also have contribution to the safety and sustainable development of lake ecosystems.

微型浮游动物作为连接微食物环和更高营养级的纽带，在浮游食物网中占有重要的地位，在藻类水华生消过程中扮演着重要的角色。然而，对于蓝藻水华驱动下微型浮游动物群落结构及摄食能力变化的过程与机理目前尚不清楚。本项目拟利用取自武汉南湖的天然湖水开展蓝藻水华模拟实验：采用显微分析法研究蓝藻水华暴发前期、高潮期、衰退期及消失后各阶段微型浮游动物的生物量和群落结构的变化，分析蓝藻水华对微型浮游动物群落结构的影响；利用稀释法结合基于高效液相色谱的光合色素分析法，测算水华生消过程中微型浮游动物对浮游植物的摄食率和摄食选择性的变化，进一步阐明蓝藻水华对微型浮游动物摄食能力的影响。本项目的实施有助于深入理解微食物环在富营养湖泊藻类水华中的作用，并为进一步揭示蓝藻水华导致的湖泊生物群落结构灾变机理以及维持生态系统健康提供科学依据。

微型浮游动物作为连接微食物环和更高营养级的纽带，在浮游食物网中占有重要的地位。近年来研究表明，海洋微型浮游动物对浮游植物有很强的摄食压力，是控制赤潮发生的主要下行控制因子；但对于淡水微型浮游动物在蓝藻水华生消过程中的作用目前仍缺乏系统的了解。在本项目资助下，以武汉南湖为研究对象，开展了蓝藻水华期间微型浮游动物对不同粒径和类群浮游植物的摄食压力和摄食选择性的研究。首先，发现蓝藻水华暴发期间微型浮游动物的种类、密度及生物量都明显高于非水华期。其次，通过稀释-HPLC法，揭示了蓝藻水华生消过程中微型浮游动物对浮游植物不同粒径和色素类群的摄食率及摄食选择性。本项目的实施使我们摸清了富营养湖泊微食物网中物质和能量流动的规律；对促进目前广泛存在的小型富营养型湖泊的治理与生态功能的恢复具有深远的意义。其中，主要结果和关键数据如下：.（1）建立了一套稳定的利用稀释-HPLC法检测淡水生态系统中微型浮游动物摄食率和摄食选择性的方法，明确了稀释培养过程中的最佳稀释比率。（2）发现蓝藻水华生消过程中微型浮游动物对浮游植物的摄食率在0.43-2.97 d-1之间，对浮游植物现存量和初级生产力的摄食压力分别为17.12%-90.91%和98.13%-204.25%，以上结果表明富营养湖泊中微型浮游动物对浮游植物的快速生长具有很快的响应速度，且在水华过程中一直对浮游植物具有较高的摄食压力。此外，实验结果表明微型浮游动物对超微型浮游植物（≤5μm）也表现出明显的摄食作用，说明富营养湖泊中超微型浮游植物的生长受到微型浮游动物的摄食调控。（3）研究表明富营养湖泊蓝藻水华过程中不同类群的浮游植物具有明显不同的生长速度，微型浮游动物对不同类群的浮游植物也表现出不同的摄食率。尽管硅藻的生长率在水华各时期都相对较低（0.22-0.35 d-1），而微型浮游动物的摄食率则逐渐升高（0.42-1.85 d-1），间接表示微型浮游动物对硅藻具有一定的摄食选择性。