湖泊鲢鳙控藻，是不是一个伪概念？
民生
科学
2024-08-12 09:36
云南
湖沼学说（huzhaoxueshuo）——聚焦湖沼，分享科研成果，碰撞学术火花，5000+科技工作者订阅的微信号。点击『湖沼学说』关注，我们将为你提供有价值、有思想的科研洞见。湖泊富营养化是一种全球范围内的水体退化问题，其主要表现是藻类的大量繁殖，特别是蓝藻，导致水质恶化，生物多样性下降，甚至引发严重的生态灾难。为了控制富营养化，一些研究者和管理者提出利用鲢鳙鱼种（银鲢和鳙鱼）进行生物操纵，通过鱼类摄食浮游植物来抑制藻类的生长。这一方法在一些地区被广泛推广，然而，关于鲢鳙控藻的有效性、长期效果及其是否为一种“伪概念”一直存在争议。笔者将从湖泊生态系统的结构与功能、生物操纵理论、鲢鳙鱼的生态行为以及相关的科学研究成果出发，深入探讨鲢鳙控藻的科学性及其可能的局限性。鲢鳙鱼是淡水生态系统中的重要滤食性鱼类，主要以浮游植物和浮游动物为食。银鲢主要摄食浮游植物，尤其是藻类，而鳙鱼则偏好摄食浮游动物。基于此，一些研究者提出，鲢鳙鱼的引入或放养能够通过直接摄食浮游植物，尤其是藻类，来减少湖泊中的藻类数量，从而起到控藻的效果。这一观点的理论基础在于“生物操纵”（biomanipulation）概念。生物操纵指通过改变生态系统中关键物种的丰度或行为来影响食物网结构，以期达到控制或修复生态系统的目的。在富营养化湖泊中，鲢鳙鱼的引入被认为可以通过摄食减少浮游植物的密度，从而降低水体的浑浊度，改善水质。尽管鲢鳙控藻在理论上具备一定的可行性，但其实际效果在不同湖泊中的表现却差异显著，甚至相互矛盾。鲢鳙鱼对藻类的选择性摄食：鲢鳙鱼并非对所有藻类均具有同样的摄食偏好。例如，银鲢对大型浮游植物（如绿藻）具有较强的摄食能力，但对蓝藻的摄食效率较低。蓝藻由于其特殊的形态结构（如表面的黏液层和细胞团块），不易被银鲢摄食和消化。因此，在蓝藻占主导地位的富营养化湖泊中，鲢鳙鱼的控藻效果可能会大打折扣。生物操纵的间接效应：生物操纵不仅仅涉及直接的捕食关系，还包括复杂的食物网交互作用。鲢鳙鱼的大量引入可能通过减少浮游植物的数量来增加水体透明度，进而促进底栖植物的生长，这些底栖植物在某些情况下可能会通过吸收水体中的营养物质而抑制藻类的生长。然而，这一过程可能会导致浮游动物的数量增加，因为鳙鱼的食物竞争压力减小，浮游动物的增加反过来可能会增加营养物质的再生，这将可能为藻类的进一步爆发提供条件。控藻效果的时空异质性：湖泊生态系统的复杂性意味着鲢鳙控藻的效果可能在不同的空间和时间尺度上表现出高度的异质性。在一些小型、浅水湖泊中，鲢鳙鱼可能在短期内表现出显著的控藻效果，然而在大型、深水湖泊中，由于水体分层和营养物质的再循环，鲢鳙鱼的控藻作用可能会被弱化或抵消。此外，季节性变化也会影响鲢鳙鱼的摄食行为和湖泊中的藻类群落结构，从而导致控藻效果的不稳定性。除了控藻效果的时空差异外，鲢鳙鱼的引入还可能对湖泊生态系统产生一系列的长期生态效应，这些效应有时是不可逆的。对本土鱼类的竞争与排挤：鲢鳙鱼作为外来种，可能会对湖泊中的本土鱼类造成竞争压力。由于鲢鳙鱼对浮游植物和浮游动物的高效摄食，它们可能会减少其他鱼类的食物来源，导致本土鱼类种群数量的下降甚至灭绝。此外，鲢鳙鱼的大量引入也可能通过改变湖泊的食物网结构和能量流动路径，导致湖泊生态系统的功能失调。营养物质再生与沉积物扰动：鲢鳙鱼的引入可能会改变湖泊中的营养物质循环模式。虽然鲢鳙鱼能够通过摄食减少水体中的藻类，但它们在代谢过程中会将部分营养物质再释放到水体中，尤其是通过排泄物。这些再生的营养物质可能会在某些条件下（如湖泊底层缺氧）重新促进藻类的生长，导致控藻效果的反复。此外，鲢鳙鱼的活动还可能搅动湖底沉积物，释放其中的营养物质，进一步加剧富营养化。生态系统稳定性的削弱：鲢鳙鱼的大量引入可能会打破湖泊生态系统的原有平衡，导致生态系统稳定性的削弱。例如，在以浮游植物为主要初级生产者的湖泊中，鲢鳙鱼的引入可能会通过过度捕食导致浮游植物数量的急剧减少，从而影响整个食物网的能量流动。长此以往，这种平衡被打破的生态系统可能会变得更加脆弱，难以抵御外部干扰（如气候变化、污染等）。近年来，关于鲢鳙控藻的研究逐渐增多，但其结果往往喜忧参半。一些研究表明，在特定的环境条件下，鲢鳙鱼的引入确实可以在短期内显著降低藻类的密度，从而改善水质。例如，在中国的某些小型水库和湖泊中，鲢鳙鱼的引入取得了显著的控藻效果。然而，另一些研究则表明，这种控藻效果往往是暂时的，随着时间的推移，藻类可能会因为营养物质的再生或其他生态因素的变化而重新爆发。杨（2014）对太湖的研究表明，尽管在鲢鳙鱼的引入初期，湖泊的藻类密度显著下降，但随着时间的推移，蓝藻的比例逐渐增加，最终导致水质再次恶化。类似地，Smith等（2015）对美国某些富营养化湖泊的研究也发现，鲢鳙鱼的引入在初期确实改善了水质，但长期来看，湖泊生态系统的稳定性受到削弱，水质波动性增加。此外，鲢鳙控藻的实践案例也表明，这种方法在实际操作中往往面临诸多挑战。例如，鲢鳙鱼的引入需要精确的放养密度和适当的管理措施，否则可能导致生物多样性下降、食物网结构失衡等问题。此外，湖泊环境的异质性和复杂性也使得鲢鳙控藻的效果难以预测和控制。综上所述，鲢鳙控藻并非一个彻底的伪概念，但它的有效性和长期效果在很大程度上取决于湖泊的具体环境条件以及管理措施的合理性。从理论上讲，鲢鳙鱼的引入确实能够在某些条件下通过摄食作用来抑制藻类的生长，改善水质。然而，这种方法往往受到生态系统复杂性的限制，尤其是在大型、深水湖泊中，其效果可能难以维持。此外，鲢鳙控藻的长期生态效应也需要引起足够的重视，特别是在可能破坏生态系统平衡和稳定性的情况下。因此，在实际的湖泊治理中，鲢鳙控藻应作为一种辅助措施，而非万能的解决方案。湖泊治理需要综合考虑多种因素，包括营养物质的来源控制、水体流动性改善以及生物多样性的保护等，只有在这些措施的共同作用下，才能真正实现对藻类的长期控制和湖泊生态系统的可持续管理。看更多湖沼科技论文
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