豐茂的沉水植物不但可以凈化水質(zhì)，還為其他眾多水生動(dòng)物提供繁育棲息場所和食物，從而構(gòu)建了健康湖泊生態(tài)系統(tǒng)。淺水湖泊的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換理論(alternative states)描述了富營養(yǎng)化湖泊在宏觀上可呈現(xiàn)的清水態(tài)和濁水態(tài)，但其演變過程的機(jī)理并不清晰，特別是受損湖泊的水生態(tài)恢復(fù)效果對污染負(fù)荷消減量呈現(xiàn)嚴(yán)重滯后響應(yīng)的原因，并不十分清楚。在受損湖泊中，沉水植物衰退往往導(dǎo)致水質(zhì)惡化和藻類水華。因此，重建沉水植被是恢復(fù)健康水生態(tài)系統(tǒng)和維持清水狀態(tài)的關(guān)鍵。但在湖泊治理實(shí)踐中，重建沉水植被成敗參半，其機(jī)理尚未明晰。

在受損湖泊中，浮游-底棲食性魚類數(shù)量多，底層魚類擾動(dòng)可導(dǎo)致底泥營養(yǎng)釋放和水體渾濁，并對浮游植物、沉水植物及其附著藻類造成不等同的影響。營養(yǎng)可促進(jìn)植物及藻類生長，但水體渾濁引起光照減弱又抑制植物及藻類生長。此外，沉水植物為附著藻類生長提供固著基質(zhì)，而螺類可刮食植物葉片的附著藻類，植物—螺類—附著藻類存在依存關(guān)系。

在由底層魚類、螺類、沉水植物、浮游植物和附著藻類所構(gòu)建的復(fù)雜系統(tǒng)中，究竟哪些因素或過程起到重要作用?中國科學(xué)院水生生物研究所研究員曹特團(tuán)隊(duì)最近的研究揭示了底層魚類對湖泊生態(tài)系統(tǒng)的影響機(jī)制。

本研究設(shè)置了底層魚類(泥鰍)、螺類(蘿卜螺)和沉水植物(苦草)三因素的兩水平(有VS無)全交叉實(shí)驗(yàn)，分別衡量單因素及其交叉影響。結(jié)果表明，底層魚類是負(fù)面影響水質(zhì)的首要因素，沉水植物可改善水質(zhì)。底層魚類增加了總氮(TN)、顆粒性總氮(PTN)、總磷(TP)和顆粒性總磷(PTP)濃度，但降低了正磷(PO4-P)濃度?？嗖萁档土怂w中TN，PTN，NH4-N，TP和PTP濃度。底層魚類使水體光衰減系數(shù)增加，沉水植物使其降低。

此外，底層魚類顯著性地促進(jìn)浮游植物和附著藻生長，抑制了沉水植物生長。沉水植物與浮游植物的生物量，沉水植物與附著藻的生物量，附著藻生物量與螺豐度均存在顯著性負(fù)相關(guān)。

底層魚類促進(jìn)浮游植物和附著藻類生長從而對沉水植物生長不利;螺類可刮食植物葉片的附著藻類而利于沉水植物生長，但仍不足以抵消底棲魚類對其負(fù)面影響。

該結(jié)果對湖泊治理具有指導(dǎo)意義，表明底層魚類對水質(zhì)改善和沉水植物恢復(fù)不利;螺類雖然能部分控制附著藻類，但仍難以抵消底層魚類的全部負(fù)面影響;沉水植物亦僅能部分改善水質(zhì)。

當(dāng)前，我國正在實(shí)施長江大保護(hù)和十年禁漁，污染負(fù)荷消減、水質(zhì)改善、魚類管理和水生態(tài)恢復(fù)是相關(guān)重要內(nèi)容，尚存諸多未解之機(jī)理。在受損湖泊的水生態(tài)系統(tǒng)重建方面，人們慣性地依從穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換理論的反向過程來思考湖泊修復(fù)所面臨的問題，把水質(zhì)置于核心考量，并嘗試建立水質(zhì)與污染物消減、水質(zhì)與水生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)的直接關(guān)系。但是，本研究結(jié)果表明，水生態(tài)系統(tǒng)中多要素緊密關(guān)聯(lián)，其中底層魚類擾動(dòng)主導(dǎo)了整個(gè)系統(tǒng)的基本狀態(tài)及各要素的關(guān)聯(lián)性，今后應(yīng)更加注重魚類、水生植物和螺類的相關(guān)研究和應(yīng)用。

本研究在Journal of Environmental Management上發(fā)表，得到國家自然科學(xué)基金等的資助。

關(guān)鍵詞： 魚類 湖泊清水重建機(jī)理研究 沉水植物 凈化水質(zhì)