光照和营养对悬浮物－浮游动物间化学计量特征失谐的生态学效应

The stoichiometry of seston is highly flexible when facing diverse light and nutrient supply. zooplankton stoichiometry, however, is rather homeostatic. Thus, the stoichiometric mismatch between food supply and zooplankton demand may impose negative effects on the ecological efficiency of zooplankton and on the structural stability of pelagic food webs in lakes. In this project enclosure experiments will be performed with differing light and nutrient supply. The impacts of food quality among contrasting treaments on zooplankton community structure will be assessed, and how the mismatch degree responses to the light and nutrient supply will be clarified. Meanwhile, an incubation experiment will be set up to explore how the grazing pressure of mesozooplankton on phytoplankton is regulated by the mismatch degree. Also, the influences of the mismatch degree on the energy transfer efficiency between phyto- and zoo-plankton will be studied. The elucidation of these relationships will not only improve our understanding of the zooplankton community dynamics along the environmental gradients, but also enhance our comprehension of the energy transfer and material cycling in pelagic food webs.

悬浮物易受光照和营养供应的影响产生多变的元素比，而浮游动物体内的元素比相对恒定，这种食物元素供应与消费者需求比例之间的失谐可能影响到浮游动物的生态效率和湖泊食物网的结构稳定性。本项目拟采用围隔实验，通过设置不同的光照和营养梯度，探讨各种处理下的食物质量对浮游动物群落结构的影响；阐明光照和营养对悬浮物－浮游动物间化学计量特征失谐大小的影响规律；并通过中型浮游动物培养实验测定摄食率，分析失谐大小对浮游动物下行效应的调节作用以及对浮游动植物间能量传递效率的作用规律。这些关系的阐明不仅有利于丰富我们对浮游动物群落结构沿着环境梯度变化的认识，还有利于加深我们对浮游食物网能量传递和物质循环过程的理解。

悬浮物易受光照和营养供应的影响产生多变的元素比，而浮游动物体内的元素比相对恒定，这种食物元素供应与消费者需求比例之间的失谐可能影响到浮游动物的生态效率和湖泊食物网的结构稳定性。本项目通过研究不同的光照和营养水平下悬浮物和浮游动物的化学计量特征组成，分析了食物质量对浮游动物群落结构的影响；探讨了光照和营养对悬浮物－浮游动物间化学计量特征失谐大小的影响规律以及失谐大小对浮游动植物间能量传递效率的作用机制。研究发现，悬浮物的C/Nutrient普遍要大于浮游动物；悬浮物C/N与C/P分别与light/TP （r=-0.723, P=0.001）、TP（r=-0.591, P=0.013）显著负相关；浮游动物C/N和C/P也分别与light/TP显著负相关（r=-0.792, P<0.001）和显著正相关（r=0.574, P=0.016）。相关分析发现，浮游动物生物量与食物数量（Chl a）或质量（SC/N、 SC/P、SN/P）间并不存在显著的相关关系，但受食物质量与数量的共同影响，其生物量与Chl a×SC/P （r=-0.528, P=0.029）和Chl a×SN/P（r=-0.567, P=0.018）均显著负相关；浮游动物群落的平均体长亦有类似关系存在。浮游动物群落的多样性指数则与食物质量（SC/P、SN/P）存在显著的正相关关系。典范对应分析发现，食物质量对浮游动物群落结构变异的解释（18%）稍稍大于食物数量（16%），表明在研究浮游动物群落结构差异时不能忽略食物质量的影响。悬浮物与浮游动物之间的△C/N与light/TP显著负相关（r=-0.578, P=0.015），与SC/N显著正相关（r=0.950, P<0.001）；△C/P则与SC/P显著正相关（r=0.668, P=0.009）。这些结果表明，悬浮物的质量越低（亦即大的C/Nutrient），其与浮游动物之间的元素组成比例差值就越大。回归分析发现，浮游动植物间的能量传递效率与Kd、light×TN和light×TP均存在显著的负相关关系。同时，△C/P与浮游动植物间的能量传递效率也显著负相关（r=-0.582, P=0.037），表明随着悬浮物与浮游动物间C/P差值的增大（亦即食物质量的下降），浮游动物对浮游植物的利用效率也越来越低。