溶解性有机碳增强陆地碳通路对淡水鱼类营养级位置影响有限

本研究探讨了流域输入溶解性有机碳（DOC）增加引发的淡水系统"褐变"现象如何影响食物网动态及鱼类营养生态。通过多国70个湖泊采样，利用稳定同位素δ13C和δ15N技术追踪碳源与营养级变化，发现DOC升高促使低营养级生物增加陆源碳利用，但仅部分鱼类出现食性调整，营养级位置总体保持稳定。该研究为理解碳循环与鱼类生态响应机制提供了重要依据。

　　

随着气候变化和人类活动加剧，陆地源溶解性有机碳（Dissolved Organic Carbon, DOC）向淡水生态系统的输入持续增加，引发水体"褐变"（browning）现象。这种变化不仅改变了水体的物理化学性质，如降低透光率和升温速率，还可能重塑食物网结构，进而影响鱼类等高级消费者的生存与繁衍。尽管已有研究表明DOC输入会改变底层生物的碳源利用，但其对鱼类营养生态的级联效应仍不明确，特别是不同营养级鱼类如何响应DOC浓度变化尚缺乏系统性研究。

为解答上述问题，由Cristina Charette领衔的国际研究团队在《Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences》发表论文，通过跨洲际的湖泊采样与稳定同位素技术，揭示了DOC浓度变化对淡水鱼类碳源利用和营养级位置的差异化影响。该研究覆盖瑞典、德国、加拿大和美国的70个湖泊，采集了包括欧洲鲈（Perca fluviatilis）、北方狗鱼（Esox Lucius）和角膜白鲑（Sander vitreus）等6种鱼类样本，结合水体DOC浓度测量与生物样本的碳（δ¹³C）、氮（δ¹⁵N）稳定同位素分析，追溯了碳源传递路径与营养级关系。

关键技术方法包括：1) 多国70个湖泊的野外采样与水体DOC浓度测定；2) 利用稳定同位素比率质谱技术分析生物样本的δ¹³C和δ¹⁵N值；3) 通过贝叶斯混合模型计算不同碳源（浮游 vs 底栖）贡献比例；4) 采用广义加性模型分析DOC浓度与同位素值的非线性关系。

碳源利用随DOC增加转向陆源

研究发现，随着DOC浓度升高，浮游和底栖生物的δ¹³C值均显著下降，表明低营养级生物对陆源碳的依赖增强。这一趋势说明陆地输入的有机碳通过微生物循环和碎屑食物链进入了水生食物网，支持了"褐变"系统中碳通量的重分配假说。

鱼类食性响应存在物种特异性

中等营养级的欧洲鲈随DOC浓度增加显著提高了对浮游食性的依赖比例，而顶级捕食者如北方狗鱼和角膜白鲑则表现出非线性的食性转换。这种差异可能与物种的捕食策略和栖息地偏好有关，例如狗鱼在髙DOC水体中可能更依赖视觉捕食的适应性调整。

鱼类营养级位置保持稳定

除角膜白鲑外，其余5种鱼类的营养级位置（基于δ¹⁵N计算）均未随DOC变化发生显著改变。这表明尽管碳源基础发生变化，但鱼类的营养级结构具有较强的稳定性，可能通过食性调整缓冲了底层碳源变化的影响。

研究结论强调，DOC输入主要通过改变能量基底和食性选择影响淡水鱼类，而非直接改变其营养级位置。这一发现对预测气候变化下淡水生态系统的功能稳定性具有重要意义：尽管陆地碳输入增强可能重塑食物网的能量通路，但高级消费者的营养结构可能表现出较强的韧性。该研究为统筹流域管理与水生生物保护提供了科学依据，提示需重点关注对碳敏感物种的适应性监测。未来研究需结合长期观测与实验验证，进一步解析DOC影响食物网的生理与行为机制。