浮游生物"一湖三界"：营养贫瘠湖泊中Sphagnum苔藓垫、岸带与开阔水域的生态位分化研究

本研究针对典型营养贫瘠湖（dystrophic lakes）中浮游生物群落的空间异质性难题，通过分析7个温带湖泊的Sphagnum苔藓垫、岸带和开阔水域三大生境，揭示了Crustacea（甲壳类）、Rotifera（轮虫）、Ciliata（纤毛虫）和phytoplankton（浮游植物）的群落分化规律。研究人员发现Sphagnum苔藓垫形成独特的酸性高DOC（溶解有机碳）微环境，支持特化物种如Harpacticoida（猛水蚤）和Lecane acus（尖角龟甲轮虫），而开阔水域以Asplanchna priodonta（前节晶囊轮虫）等浮游种为主。该研究为古湖沼学（paleolimnology）中Cladocera（枝角类）化石的生态解读提供了关键依据，成果发表于《Hydrobiologia》。

　　

在神秘的棕色水体世界中，营养贫瘠湖（dystrophic lakes）如同被施了魔法的水晶球——酸性水质、高溶解有机碳（DOC）形成的"咖啡色"水体，以及陡峭的温氧梯度构成了独特的极端环境。这类湖泊缺乏沉水植物，却被Sphagnum苔藓垫环绕，形成"水中孤岛"。更令人费解的是，尽管营养贫瘠，其浮游植物生物量却可与富营养湖媲美，这种"贫而不瘠"的生态悖论长期困扰着研究者。尤其当古湖沼学家试图通过沉积物中的Cladocera（枝角类）和硅藻化石重建湖泊历史时，常因忽略浮游生物的水平分布差异而误判古环境。

为破解这一难题，波兰比亚韦斯托克大学（University of Bialystok）水生生物学系的研究团队对7个温带营养贫瘠湖展开"三维解剖"，首次系统比较了Sphagnum苔藓垫、岸带和开阔水域三大生境中四大浮游生物类群的分布规律。通过电导率（EC）、pH、DOC等水质参数原位测定，结合浮游生物样本的显微鉴定（50μm网过滤），采用聚类分析（AHC）和典范对应分析（CCA）揭示群落差异。

生境环境梯度
Sphagnum苔藓垫展现出"化学生态岛"特征：pH比开阔水域低0.5单位，DOC（17.3 mg L^-1）、TN（总氮）和TP（总磷）浓度达其他生境的3-5倍，形成"酸性鸡尾酒"环境。

甲壳类生态位隔离
岸带成为"生物多样性热点"，平均含13种甲壳类，兼具浮游种（如Ceriodaphnia quadrangula方形网纹溞）和沿岸种（如Graptoleberis testudinaria龟状笔纹溞）。而Sphagnum苔藓垫则是Harpacticoida（猛水蚤）的王国，Parastenocaris brevipes短肢近镖水蚤密度高达109 ind.L^-1，开阔水域则被Eudiaptomus gracilis瘦长真镖水蚤等大型浮游种主导。

轮虫的生存策略
开阔水域的"独裁者"Asplanchna priodonta（密度232 ind.L^-1）与苔藓垫中的Lecane acus（尖角龟甲轮虫）形成空间隔离，同属物种如Polyarthra remat（浮游）与P. minor（苔藓垫特化种）也呈现"楚河汉界"式分布，印证了生态位分化理论。

纤毛虫与浮游植物的生境选择
苔藓垫中Scuticociliates（盾纤毛虫）占优，而开阔水域Oligotrichida（寡毛纲）主导。浮游植物中，Raphidophyceae（针胞藻纲）的Gonyostomum semen偏好开阔水域，苔藓垫则成为Euglenophyceae（裸藻纲）和Desmids（鼓藻）的避风港。

这项研究颠覆了传统上将营养贫瘠湖视为均质生态系统的认知，提出"一湖三界"的生态模型。其科学价值体现在三方面：首先，阐明Sphagnum苔藓垫作为"进化实验室"孕育特化物种的功能；其次，为古湖沼学解读提供关键校正——沉积物中大量出现的沿岸Cladocera可能源自苔藓垫而非历史时期的沉水植被；最后，揭示水平异质性对维持贫营养系统生物多样性的重要性。正如作者Maciej Karpowicz所述："忽视空间变异性，就如同通过钥匙孔观察整个房间"。该成果为极端环境生态学研究树立了新范式，未来可拓展至气候变化对苔藓垫-湖泊界面影响的动态监测。