食物链长度理论研究进展

食物链长度(Food chain length,FCL)是生态系统中最重要的特点之一,它通过改变生物间的营养关系,影响着生物多样性,群落的结构以及稳定性;它是反映食物网物质转换与能量传递的综合指数,食物链及其动态特征是生态学许多重要理论的基础,食物链长度理论的研究进展,推动了人们对水域生态系统中生物和非生物相互作用的理解。回顾了食物链长度的3种度量方法及其详细的计算方法,在此基础上简述了各方法的特点。综述了食物链长度的决定因素的4种假说(资源可利用性假说、生产力空间假说、生态系统大小假说、动态稳定性假说)及其交互作用,重点总结了湖泊食物链长度的空间格局与决定因素的研究进展。最后,食物链长度研究展望,包括食物链长度决定因子研究存在的问题及发展方向的总结,以及在在水域生态学中的应用的研究进展,例如食物链长度在指示污染物的生物富集中的研究进展、食物链食物链长度在指导生物操作、以及在食物链长度在对气候变化响应方面的研究进展等等。

食物链长度远因与近因研究进展综述

食物链长度是生态系统的基本属性,其变化决定着群落结构和生态系统功能。稳定同位素分析技术的进步推进了生态系统中食物链长度决定因子相关研究的开展。尽管近期的研究证明了食物链长度与资源可利用性、生态系统大小、干扰等远因之间的关系,但是对于食物网内部结构变化这一近因对食物链长度的影响作用关注较少。综述了边界明确和开放类型淡水生态系统中食物链长度的相关研究进展;探讨了远因和近因机制在决定食物链长度中的作用;给出了判断不同层次和尺度上决定食物链长度机制的概念框架;为今后更好的开展不同生态系统间食物链长度的比较研究提出了建议。

持久性有机污染物在水生食物网中的传递行为

食物网是持久性有机污染物(POPs)在水生生态系统中传递的重要途径,了解其传递行为与机制是POPs生态暴露风险评价的科学基础。从4个方面展开了讨论和分析:(1)食物网主要特征(营养级和食物链长度)与POPs环境行为的关系;(2)POPs在底栖及底栖-浮游耦合食物网中的环境行为;(3)微食物网对POPs环境行为的作用;(4)食物网的变化对POPs环境行为的影响。主要结论如下:(1)已有研究对水生生物中POPs生物放大作用存在较大争议。一般营养级越高,POPs生物富集性越强,但由于各种生态和生理性质的影响,也存在例外情况。食物链长度与POPs生物富集性呈正相关。(2)POPs通过底栖食物网将沉积物中的POPs向上传递,底栖-浮游食物网的耦合提高了高营养级消费者的暴露风险,目前就POPs在底栖食物网中的生物放大性是否大于浮游食物网存在争议。(3)微生物具有较大的比表面积,是吸附POPs的重要载体。另,沉积物中的微生物通过分解有机质,将POPs释放到水柱中。微生物降解也是环境中POPs脱离环境的重要途径。(4)在内、外压力下,食物网结构和功能发生变化,使物质和能量的传递方向和效率发生改变,并与环境理化性质的变化互相耦合,影响POPs的环境行为。当前研究的重点多集中在POPs在浮游食物网,尤其是高营养级浮游食物网中的环境行为,对POPs在底栖及底栖-浮游耦合食物网和微食物网中环境行为的研究相对缺乏。有关POPs在食物网中环境行为的研究多集中在食物网的某个部分,时间尺度较短,缺乏对POPs环境行为动态变化的研究,未来需深入开展多尺度和多角度的POPs在食物网中环境行为的动态变化研究。新型POPs的生产和使用量不断增加,但有关其在食物网中环境行为的相关分析还较为匮乏,需加强研究。