亚马逊一条支流洪泛区湖泊中的季节性森林资源为鱼类生物量提供了支持

《Freshwater Biology》：Seasonal Forest Resources Support Fish Biomass in Floodplain Lakes of an Amazonian Tributary

亚马逊流域Juruá河流研究显示，高水季节鱼类通过底栖和植食性鱼类依赖陆地有机物，溶解氧浓度低（≤3.0 mg/L），生态系统呼吸占主导；低水季节鱼类转向浮游植物，溶解氧升高（均值6.5 mg/L），显示水文学季节变化驱动食物网结构和氧气代谢。

　　在热带地区的河流生态系统中，湿地与河流之间的连接性是生态学研究的重要内容。这些生态系统具有高度的季节性变化，特别是在洪水和枯水期，这种变化对生物的生存和生态系统的结构产生了深远的影响。Juruá河作为亚马逊河的重要支流，其流域内的洪水脉冲（flood pulse）现象尤为显著。洪水期，河水会漫过周围的湿地，形成一个复杂的生态过渡带，其中有机物的输入量和其在生态系统中的转化路径对整个食物网的结构和功能具有重要影响。

在Juruá河的洪水期，水体中的溶解氧（DO）浓度普遍较低，这与生态系统中的高呼吸作用和低初级生产力有关。同时，湿地的生态系统能够支持鱼类的生长，尤其是在洪水期，许多鱼类会直接依赖陆源有机物作为其营养来源。相反，在枯水期，水体中DO浓度较高，这可能表明生态系统中初级生产力的增加以及更少的有机物分解，使得鱼类更倾向于依赖水生藻类等资源。通过分析鱼类的同位素组成（δ13C和δ1?N），研究者能够揭示不同营养来源对鱼类食物网的贡献比例，从而进一步理解陆源和水生资源在不同季节对生态系统的不同作用。

研究发现，在洪水期，大部分鱼类，包括具有重要经济和文化价值的 pirarucu（Arapaima sp.），其营养来源主要来自陆源的C3植物，这一比例在不同鱼类中差异较大，从34%到77%不等。这表明，陆源有机物在洪水期对鱼类的生存至关重要。而在枯水期，鱼类的营养来源则主要转向了水生藻类，这与高DO浓度以及藻类快速生长有关。研究进一步指出，某些鱼类，如 bodó（Liposarcus pardalis）和 pacu（Mylossoma aureum），在洪水期通过摄食陆源植物对食物网产生了显著的贡献，而这些鱼类在枯水期则减少了对陆源资源的依赖，转而更多地依赖藻类。这种季节性变化揭示了湿地与河流之间复杂的物质交换机制，以及不同季节中生态系统的代谢特征。

在洪水期，由于陆源有机物的大量输入，生态系统可能形成一个更加分散的食物网结构，其中鱼类可以进入被洪水淹没的森林区域，从而获得丰富的陆源资源。而在枯水期，由于水体减少，鱼类主要集中在剩余的牛轭湖（oxbow lakes）中，此时食物网则呈现出更为集中的特征，主要由快速生长的藻类所主导。这种变化不仅影响鱼类的营养获取，也对整个生态系统的能量流动和物质循环产生影响。

研究还发现，鱼类对不同营养来源的依赖程度与季节变化密切相关。在洪水期，由于陆源资源的丰富性，许多鱼类的δ13C值明显偏高，这表明它们的食物来源更倾向于陆源C3植物。而在枯水期，随着陆源资源的减少，鱼类的δ13C值则趋于较低，与水生藻类的同位素特征更加接近。此外，δ1?N值的变化也反映了不同季节中营养级的差异。洪水期鱼类的δ1?N值较低，而枯水期则较高，这表明在洪水期，鱼类可能处于较低的营养级，而在枯水期则更可能依赖于较高营养级的藻类或其他水生初级生产者。

通过分析鱼类的同位素数据，研究者还发现，某些鱼类在洪水期对陆源资源的依赖程度显著高于其他鱼类，而这些鱼类在枯水期则减少对陆源资源的利用。这种变化可能与鱼类的生态位、活动范围以及营养获取方式有关。例如，一些鱼类在洪水期会进入森林区域，摄食大量陆源果实和种子，而在枯水期则更多地依赖于水生环境中的资源。这种季节性的食物网变化不仅影响鱼类的生存策略，也对整个生态系统的稳定性产生影响。

研究还指出，陆源有机物在洪水期对微生物食物网和动物食物网都具有重要贡献。虽然陆源有机物在某些情况下可能被微生物快速分解，但其经过真菌和细菌的转化后，能够进入更高级的动物食物网，为鱼类提供额外的营养来源。这一过程被称为“营养升级”（trophic upgrading），是陆源资源对水生生态系统影响的重要机制之一。然而，在枯水期，由于陆源资源的减少，微生物对有机物的分解可能成为主要的能量来源，而动物食物网则可能更多地依赖于水生藻类等资源。

此外，研究还关注了不同季节中鱼类对汞等污染物的暴露情况。由于陆源资源可能含有较高的汞含量，鱼类在摄食这些资源时，汞的摄入量也会相应增加。例如，在洪水期，bodó的汞浓度显著高于枯水期，而 pacu 则在两个季节中都表现出较低的汞含量。这表明，不同鱼类对汞的暴露存在显著差异，而这些差异可能进一步影响到以这些鱼类为食的捕食者，包括人类，对汞的摄入量和健康风险。

研究还强调了保持湿地生态系统完整性的重要性。湿地与河流之间的连接性不仅影响了鱼类的营养获取，还对整个生态系统的稳定性和可持续性具有深远影响。在洪水期，由于湿地的扩展，鱼类可以进入更广阔的区域，获得更多的资源，这可能有助于维持较高的生物多样性和渔业资源的丰富度。而在枯水期，湿地的退缩可能使得鱼类的生存空间受到限制，进而影响其种群动态和生态系统功能。

为了更好地理解这些季节性变化对生态系统的影响，研究建议在未来的工作中，进一步分析不同季节中的初级生产力和呼吸作用的变化。这不仅有助于揭示生态系统中能量流动的规律，还能够为湿地保护和渔业管理提供科学依据。同时，研究还指出，随着上游水资源开发的加剧，洪水脉冲的频率和强度可能会受到影响，从而对湿地生态系统和渔业资源产生潜在威胁。

总体而言，这项研究通过结合溶解氧测量和同位素分析，揭示了Juruá河湿地生态系统中陆源和水生资源在不同季节中的动态变化及其对鱼类食物网的影响。这些发现不仅加深了我们对热带河流生态系统复杂性的理解，也为保护和可持续利用这些生态系统提供了重要的科学依据。未来的研究应进一步探讨这些季节性变化对生态系统的长期影响，以及如何通过维持湿地的完整性来确保生态系统的稳定性和生物多样性。