有机质梯度下本土浮游植物与入侵物种角藻(Ceratium)的差异化响应：基于非线性阈值的生态阈值研究

本研究针对极端气候事件和生物入侵导致的水质下降问题，通过5年监测数据揭示人工水库中有机质对浮游植物群落的非线性影响。研究发现本土类群在有机质浓度达4.9 mgL-1时显著衰退，而入侵种角藻(Ceratium)在5.6 mgL-1时暴发性增长，提出5.25 mg/L的生态管理阈值，为水库治理提供科学依据。

　　

近年来，极端气候事件与生物入侵正对淡水生态系统造成双重打击。在巴西南部的南里奥格兰德州，洪水频发导致大量有机质涌入水库，引发水质"褐变"和浮游植物群落剧变。更令人担忧的是，具有混养营养(mixotrophy)能力的入侵物种——角藻(Ceratium furcoides)正借此机会疯狂扩张，其引发的藻华不仅加剧水体缺氧，还会通过食物链产生级联效应。面对这一严峻形势，来自巴西的研究团队决定重新审视长达五年的水库监测数据，试图破解有机质与浮游植物群落演替的密码。

这项发表在《Limnologica》的研究创新性地采用阈值指示类群分析(TITAn)方法，结合功能群(Functional Groups, FGs)分类体系，首次量化了有机质影响下的生态临界点。研究人员利用2014-2018年间巴西卡西亚斯杜苏尔市Marrecas水库的监测数据，分析28个浮游植物类群在12个功能群中的分布特征，重点关注本土类群与入侵种角藻对有机质梯度的差异化响应。

研究结果揭示出三个关键发现：首先，在种群水平上，本土类群在有机质浓度达到4.9 mgL^-1时开始显著衰退，而角藻种群则在5.6 mgL^-1时呈现暴发式增长。这种"此消彼长"的现象验证了研究假设——混养营养能力使入侵物种获得竞争优势。其次，在群落层面，当有机质超过5.25 mg/L的临界阈值时，本土浮游植物的总丰度、分类学丰富度和功能丰富度均出现断崖式下降。最后，功能群分析显示，代表混养营养的LM组(角藻所属组别)占比高达28%，远超其他功能群，这种功能性状的失衡可能改变整个生态系统的物质循环路径。

讨论部分指出，该研究建立的生态阈值具有双重价值：一方面为水库管理提供具体量化指标，当有机质浓度接近5 mg/L时就需启动干预措施；另一方面揭示了气候事件-有机质输入-生物入侵的级联效应机制。特别值得注意的是，角藻通过异养碳同化(heterotrophic carbon assimilation)适应高有机环境的能力，可能使其在未来气候变暖背景下进一步扩张。研究人员建议将生物量数据纳入监测体系，以提升阈值模型的普适性。这项研究不仅为遭受洪灾的南里奥格兰德州提供了科学应对方案，其方法论框架也可推广至全球面临类似威胁的水体生态系统。