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为探究农业用地变化对溪流食物网的影响，研究人员以安大略省西南部溪流为对象，结合稳定同位素等技术开展研究。结果表明，农业用地变化会季节性改变食物网结构，威胁其稳定性。该研究为保护溪流生态系统提供了重要依据。
在自然界中，溪流生态系统的食物网稳定对于维持整个生态平衡至关重要。食物网的稳定性依赖于资源的时空变异性，多样的能量渠道和资源池能让消费者灵活觅食，从而保障食物网的稳定。然而，人类活动，尤其是农业用地变化，正给溪流食物网带来巨大挑战。农业活动导致的河岸带移除和养分负荷增加，可能改变了季节性资源的异步通量，进而威胁到食物网的稳定性。此前，虽然有研究关注到土地利用变化对食物网的影响，但对于农业用地变化如何季节性重塑溪流食物网，仍缺乏深入了解。在这样的背景下，来自国外的研究人员开展了相关研究，其成果发表在《FACETS》上。
研究人员选取了加拿大安大略省伊利湖北岸的三个源头溪流，这些溪流跨越了从低到高不同程度的农业影响梯度。研究采用了多种关键技术方法：一是通过稳定同位素分析，测定鱼肌肉组织和基线样本的稳定氢同位素比率（δ2H）和稳定氮同位素比率（δ15N），以此计算陆地能量利用百分比（% TEU）和营养级位置（TP）；二是进行胃内容物分析，将鱼按胃内食物分类为不同营养级群体；三是分析鱼群落生物量结构，计算鱼群大小频谱斜率（b）。
研究结果
- 农业用地变化特征：对比三个溪流周边土地利用情况，发现从低影响到高影响的溪流，森林覆盖率降低，农业覆盖率上升，河岸缓冲带变窄，河道弯曲度减小（即河道渠化程度增加）。同时，高影响溪流夏季总氮、总磷含量和藻类覆盖率更高，相对流速更低。
- 营养结构的季节性变化：农业影响程度和季节都显著影响溪红点鲑（Semotilus atromaculatus）的 % TEU 和 TP。低、中影响站点的 % TEU 显著高于高影响站点，且各站点季节变化不同。TP 方面，低影响站点相对较高，各站点随季节变化趋势各异。此外，溪红点鲑的同位素生态位在不同站点有明显差异，不同站点和季节间的重叠概率不同。
- 杂食性的季节性模式：三个站点的鱼杂食性都有明显季节性变化。低影响站点杂食性程度最低，高影响站点最高。各站点捕食性个体比例从春季到秋季呈上升趋势，且低影响站点捕食者数量较多，但差异未达统计学显著水平。
- 鱼群落生物量结构：鱼群落体型分布呈现梯度变化，低影响站点中位体型最大，高影响站点最小。高影响站点的大小频谱斜率更陡峭，意味着小个体数量增加、大个体减少，这一趋势在季节变化中也基本一致。
研究结论和讨论部分指出，农业用地变化会季节性重塑溪流食物网结构。它减少了陆地资源输入，增加了水生生产力，改变了食物网的季节性营养结构，使食物网向以水生能量渠道为主、杂食性增强的方向转变，同时鱼群落生物量结构也发生改变，小型鱼数量增多。这些变化可能威胁溪流食物网的稳定性，因为它们破坏了食物网的稳定机制，增加了相互作用强度，可能导致生态系统不稳定。不过，中影响站点保留了一定的季节性动态，这表明保留河岸结构和减少养分负荷的缓解策略，对维持溪流食物网结构可能具有重要意义。该研究为理解农业活动对溪流生态系统的影响提供了重要依据，有助于制定更有效的生态保护策略，以应对农业用地变化带来的挑战，维持溪流生态系统的稳定和健康。
