美国威斯康辛州门多塔湖的营养循环和生产力

湖泊被用于各种生态系统服务,但由于其封闭的性质和水的缓慢周转,它们往往容易受到各种威胁,其中包括生态系统服务的丧失和由此造成的威胁伤害.例如,富营养化会导致蓝绿藻的快速生长,从而影响海水的味道和气味饮用水.藻华会破坏取水过程中的过滤过程,而且可能是有毒的,可能会影响城市的饮用水。这些问题刺激了密集的实验和建模研究,以确定这些变化是否不可逆(Baerenklau et al. 1999;Wilson & Carpenter 1999)。

位于威斯康辛州麦迪逊的门多塔湖是研究最透彻的中型湖之一(约4000公顷)北美的湖泊(Kitchell 1992)。在20世纪80年代初,白眼鱼数量的下降和休闲渔业的消失,再加上对不可预测的有毒蓝绿藻(蓝藻)爆发的担忧,导致了一项研究工作,证明水质和食物网管理可以整合在一起。这里和其他地方开发的管理过程是基于营养级联概念(Carpenter & Kitchell 1993),其中以浮游鱼类为食的顶级食鱼捕食者种群的增加,通过释放以藻类为食的浮游动物种群,间接导致藻类密度的降低。这种利用一种生态系统功能(捕食)增强另一种功能(食草)从而增加生态系统服务(提供高质量水)的方法已在一些国家得到应用。雷竞技手机版app以门多塔湖为例,解决服务提供冲突的管理问题包括:(1)在增加白眼鱼和北梭鱼捕捞或管理鲈鱼或鲈鱼(不同的人有不同的“商品”)之间进行权衡;(2)海水清澈度增加(食草浮游动物去除藻类后)对深海的影响光穿透,这可能导致水下水生植物的生长增加(这些植物为幼鱼提供了重要的栖息地,但会变得杂草丛生,并减少水中的溶解氧滨海区在夏末和冬季,死去的植物腐烂);(3)水质改善的缺点(水质清澈,溶解营养物浓度降低),难以满足休闲钓鱼的需求。

这些综合研究引发了关于管理如何增强淡水水体生态系统服务的新问题:具有明显明确的表面边界(例如,小池塘、大湖泊和河流)的“不同”生态系统如何随着时间和空间在水文上相互关联?这些相互联系的生态系统是如何以可预测的方式相互作用和影响的?为什么渔业生物学家必须补充化肥为了增加一些地方的鱼类产量(孵化场,水产养殖池塘)时水-质量工程师是否设计处理厂来去除其他“下游”位置(地下水、河流和湖泊)的营养物质?食用鱼和娱乐鱼的生产是一种必要的权衡吗?或者,水生生态系统能否通过管理来优化复杂的生产功能?营养物循环和有机物分解的自然过程能否提供补充服务,从而节省新处理厂的建设?对这些问题的回答强调了沉积沉积物和生活在这些基质中的物种是不同形式植物养分循环和生产力的关键调节器。这些营养循环的基本要素(自下而上的控制)与开放水域捕食者(如鱼类)的影响相互作用(自上而下的控制),共同影响整个食物网(Kitchell 1992;Carpenter & Kitchell 1993)。

继续阅读:海洋沉积生态系统对人类活动服务的脆弱性

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