西北干旱区湖泊生态系统近两百年生物响应与人为驱动的生态转型研究

本研究针对中亚干旱区湖泊生态系统在气候变暖与人类活动双重压力下的生态转型问题，通过分析博斯腾湖与艾里克湖沉积物中枝角类（cladocerans）和硅藻（diatoms）的高分辨率生物指标，揭示了1910年（自然气候驱动）与1960年（人为氮负荷主导）两次生态转折点，发现鱼类养殖引入导致1990年后大型溞（Daphnia）向小型溞（Bosmina）的群落更替，为干旱区湖泊可持续管理提供科学依据。

　　

全球干旱区占陆地面积的41%，而中亚干旱区湖泊正面临气候变暖与人类活动的双重威胁。近年来，这些湖泊出现水温加速上升、永久性水域萎缩（中东和中亚损失超70%）、生物多样性锐减等问题，但缺乏多群落整合的长期生态驱动机制研究。兰州大学的研究团队通过分析新疆博斯腾湖和艾里克湖沉积岩芯中枝角类（cladocerans）和硅藻（diatoms）亚化石组合，结合冗余分析（RDA）和方差分解，揭示了干旱区湖泊近两百年的生态转型规律，成果发表于《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》。

研究采用²¹⁰
Pb/¹³⁷
Cs定年构建年代框架，对两湖沉积岩芯（BST19C和ALK）进行生物指标分析，比对吉力湖等区域湖泊数据。通过功能群划分（如浮游型枝角类Bosmina longirostris与沿岸型Chydorus sphaericus）、硅藻耐营养种（Fragilaria cf. crotonensis）鉴定，结合总氮（TN）、δ¹⁵
N、叶绿素a（Chl-a）等环境代用指标，量化气候与人为驱动贡献率。

【Sediment coring and chronology】
博斯腾湖BST19C岩芯（水深16米）和艾里克湖ALK岩芯（水深4.5米）的定年显示沉积速率在1960年后显著加快，与区域人类活动增强时段吻合。

【Cladoceran assemblages】
博斯腾湖枝角类群落经历三次转型：1910年沿岸种（Alona spp.）向浮游种（B. longirostris）更替，1960年富营养化种（B. longirostris）占比激增，1990年后鱼类养殖导致大型溞（Daphnia）被小型溞（Bosmina）替代，反映捕食压力上升。

【Temporal dynamics and ecological shifts】
三湖（博斯腾湖、艾里克湖、吉力湖）均显示1910年气候驱动的群落转型（如硅藻从Cyclotella ocellata转向耐暖种C. meneghiniana），而1960年后氮负荷（TN/δ¹⁵
N）成为主导因子，导致浮游枝角类丰度提升40-60%。

【Conclusions】
研究证实干旱区湖泊存在两次生态临界点：早期（1910年）由自然气候变率驱动，后期（1960年后）人为氮输入和鱼类养殖成为主因。特别是1990年后博斯腾湖枝角体型小型化，揭示商业渔业对食物网的级联效应。该成果为制定流域管理策略（如控制氮排放、优化养殖模式）提供科学依据，对维持中亚干旱区淡水生态系统韧性至关重要。