密歇根溺谷湖中星形轮藻（Nitellopsis obtusa）的生长动态与入侵生态学研究

本综述系统研究了北美入侵性大型绿藻星形轮藻（Nitellopsis obtusa）在密歇根州两个溺谷湖（drowned river mouth lakes）中的季节性生长规律与繁殖结构发育特征，揭示了其生物量在7月中旬至8月呈指数增长、码头区域生物量最高等关键生态学现象，强调了该类水体作为入侵枢纽（Gateway for invasion）对五大湖流域生态管理的重大意义。

　　

Highlights

• 星形轮藻（Nitellopsis obtusa）生物量在7月中旬最低，8月中旬呈指数增长，夏末至10月趋于稳定。

• 码头区域生物量最高，参照点生物量最低。

• 水体参数（温度、营养盐等）与生长相关性不显著，但与既往研究一致。

• 雄性生殖结构（antheridia）发育晚于原生地研究，未观察到雌性结构（oogonia）。

Study sites

研究地点

Pentwater湖是位于密歇根州奥希阿纳县的中营养溺谷河口，面积约1.7 km²，平均深度6米，最大深度15米。湖岸线约14公里，包含防波堤、码头和森林区。星形轮藻于2015年首次在该湖被记录。Muskegon湖是位于密歇根州Muskegon县的富营养化溺谷湖，面积17 km²，平均深度7米，最大深度23米。该湖是五大湖关注区域（AOC），正进行大规模修复。星形轮藻于2018年在此首次发现。

Biomass

生物量

所有研究点的星形轮藻生物量在首次采样（7月中旬）时均较低，随后呈指数增长，并在生长季剩余时间趋于稳定（图2）。尽管生物量随季节增加，但样方间的变异性（标准误较高）也增大，因此生长季内不同日期间的差异并不显著。在Pentwater湖中，码头点（Marina）的生物量最高（峰值约200 g/m²），而参照点（Reference）的生物量最低（约25 g/m²）。Muskegon湖的生物量趋势与Pentwater湖的码头点相似，但峰值较低（约125 g/m²）。

Discussion

讨论

目前针对星形轮藻物候学（phenology）的研究较少，尤其在五大湖相连的溺谷湖中尚未见生长记录。这类湖泊作为鱼类的重要育苗场，也可能成为入侵物种向五大湖流域扩散的栖息地与滩头阵地（beachhead）。我们的研究表明，星形轮藻在溺谷湖中的生长模式与早期在圣克莱尔-底特律河系统的研究相似，但生物量峰值出现时间更早（8月 vs. 9月），可能与水温较高或基因型差异有关。码头区域的高生物量可能与船只活动带来的营养输入或干扰相关，这为管理提供了明确靶点。雄性结构发育延迟及雌性缺失表明北美种群可能完全依赖无性繁殖（星形球茎bulbils），这对其入侵策略具有重要启示。

Conclusions

结论

本研究首次记录了连接密歇根湖的溺谷湖中星形轮藻的生物量与物候特征——这类水体因连接五大湖与支流而具有重要地位。我们证实了该入侵物种的晚季物候特性，其最高生物量出现在累积生长度日（GDDs）达2000后（8月早中期），且在入侵区即使GDD充足也未发现雌株。不同站点间的显著差异说明局部环境因子（如人为干扰、水体交换）驱动其生长，建议将码头作为优先管理区域以限制扩散。