盐湖被忽视的保护价值

《Nature Communications》:The overlooked conservation values of saline lakes

【字体: 时间:2026年09月04日 来源:Nature Communications 18.1

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  摘要 盐湖对其水量平衡的变化高度敏感,因此对其流域内气候和土地利用变化表现出放大的响应。尽管常常产生剧烈的生态影响,盐湖在政策议程上排名较低,因为人们认为它们支持很少的生态系统服务且生物多样性水平较低。在此,研究人员挑战了这一观点,并评估了分布在全球的85个

  
摘要

盐湖对其水量平衡的变化高度敏感,因此对其流域内气候和土地利用变化表现出放大的响应。尽管常常产生剧烈的生态影响,盐湖在政策议程上排名较低,因为人们认为它们支持很少的生态系统服务且生物多样性水平较低。在此,研究人员挑战了这一观点,并评估了分布在全球的85个盐湖的生态系统服务和受威胁物种。研究表明,除受威胁的水生生物外,盐湖还支持多种濒危名录(red-listed)陆生物种,这些物种与较大的β多样性共同构成了盐湖的保护价值。此外,研究结果强调,盐湖提供了许多具有文化和经济重要性的生态系统服务,但其中若干服务是“隐藏的”且难以量化。研究人员以盐湖可持续管理的最佳实践建议作为分析结论。这些建议的本地化适应与实施将是保护这些宝贵且高度敏感生态系统的生物多样性和生态系统服务的关键。
**盐湖保护价值的多维评估:生态系统服务、受威胁物种与可持续管理策略**

**一、研究背景与科学问题**

盐湖作为一类多样化的生态系统,占全球湖泊水量的45%以上和湖泊总面积的23%。其环境多样性根植于宽广的盐度梯度,从微咸水生态系统(盐度>1 g L?1)到盐浓度比海洋高出十倍的饱和卤水。由于绝大多数盐湖是终端系统,无地表径流出口,其水位高度依赖于入流与蒸发之间的敏感平衡,这使得盐湖对流域内气候变化和土地利用变化表现出放大的敏感性,成为全球和局部环境变化的哨兵。然而,尽管盐湖属于全球最受威胁的生态系统类型之一,它们在政策议程上却长期被边缘化,其根源在于一种普遍认知:盐湖支持的生态系统服务有限、生物多样性水平较低。这种观念部分源于对饮用水和渔业产量的侧重——这些是淡水生态系统的关键服务,但在盐湖中相关性较低。相比之下,盐类提取、治疗性沐浴、无脊椎动物商业化捕捞(如大盐湖卤虫捕捞年产值超过7000万美元)以及一系列基础支持服务常被忽视。此外,关于盐湖生物多样性低的先入之见主要针对简单后生动物食物网,尤其是在高盐度条件下,但高度多样化的微生物群落却构成了宝贵的自然资本。更重要的是,盐湖积累的营养物质可导致极高的初级生产力,由此产生的高藻类、植物和无脊椎动物生物量可作为重要补给支撑陆地食物网,使盐湖成为许多陆生物种的庇护所,尤其是依赖盐湖作为迁徙路线中途停歇地的候鸟。然而,盐湖的生态系统服务供给和保护价值从未被系统评估,这构成了本研究开展的核心动因。

**二、研究方法概述**

研究基于一项面向全球盐湖研究者的国际问卷调查,纳入了分布于全球的85个盐湖,涵盖27个苏打湖、40个内陆硫酸盐和氯化物湖以及18个沿海海水湖,盐度范围为1 g L?1至375 g L?1。问卷共包含71个问题,其中37个为核心必答问题,涉及生态系统特征、保护状况与濒危物种、生态系统服务以及湖泊面临的威胁。受威胁物种定义为在IUCN红色名录中被列为“近危”(Near Threatened)、“易危”(Vulnerable)、“濒危”(Endangered)、“极危”(Critically Endangered)或“区域灭绝”(Regional Extinct)的物种。研究人员基于受威胁物种的NCBI分类学ID构建了系统发育树,并运用多元回归分析(基于Akaike信息准则选取最简约模型)评估了受威胁物种丰富度和生态系统服务数量的驱动因子,同时采用逻辑斯蒂回归分析了盐度对单项生态系统服务供给概率的影响。此外,研究还组织了一个由67位来自20个国家的盐湖研究人员(34位男性,33位女性)组成的合著团队,开展了一项三步式重复专家咨询过程,以综合管理挑战和最佳实践建议。

**三、主要研究结果**

**受威胁物种与盐湖的保护价值**:研究共记录了200种受威胁或近危物种分布于所调查的盐湖中,其中鸟类占所有受威胁物种的53%,突显了盐湖作为觅食、筑巢和中途停歇地的重要性。平均每个湖泊支持5种受威胁物种(中位数为3)。基于单一水生动物区系的评估将显著低估盐湖对保护红色名录物种的重要性。受威胁物种丰富度随盐度升高而显著下降(p < 0.001),盐度是唯一进入最低AIC模型的预测变量。然而,高盐度湖泊常孕育独特的濒危物种组合,如克拉斯诺维什涅沃耶湖(俄罗斯)、乌尔米亚湖(伊朗)和海鸥湖(澳大利亚)平均盐度均超过100 g L?1,但每个湖泊至少支持两种在数据集中其他湖泊中未发现的濒危物种。稀疏化曲线显示物种累积与湖泊数量之间缺乏饱和趋势,表明各盐湖之间具有较高的β多样性。此外,盐湖极端多变的环境所产生的选择压力孕育了具有独特适应基因的群落,构成宝贵的基因库。

**生态系统服务供给的驱动因素**:研究评估了11类关键生态系统服务。文化服务最为普遍,88.4%的湖泊支持科研功能(即Web of Science中针对该湖泊的论文超过20篇),83.7%的湖泊用于旅游和休闲。供给服务中,渔业占19.8%,非鱼类生物量收获占24.4%,盐矿开采占25.6%,废水排放占41.9%(多数情况下废水未经处理)。平均每个湖泊记录到5种不同的生态系统服务。湖泊表面积和偏远程度是影响每个湖泊提供生态系统服务数量的关键因素:湖泊面积的积极作用可能源于大湖泊支持的更大总生物量,而偏远湖泊的服务供给较低则反映其可达性受限。与初始预期相反,盐度并未显著影响湖泊提供的生态系统服务总数——这种总体中性效应源于盐度对各项服务的正负双向影响:渔业产量随平均盐度升高而显著下降,而盐矿开采在高盐度下更为频繁,湖水商业利用呈现U型模式(低盐度用于农业提取与高盐度用于工业用途)。

**盐湖真正隐藏的服务**:盐湖通过日蒸发量等过程影响区域微气候;其存在可防止富含盐分和其他颗粒物的尘暴形成。盐湖中高度活跃的微生物群落贡献了最高实测面积初级生产力和细菌生产力,并传导至养分循环、气体交换和碳封存等生态系统服务。此外,盐湖微生物群落蕴藏着尚未物质化的潜在服务价值,如β-胡萝卜素、甘油等高价值生化物质的生产潜力。

**保障盐湖生态系统的最佳实践建议**:专家对威胁的排序显示气候变化(占28%选票)、土地利用变化(24%)和自然资源的(过度)利用(22%)重要性相当。研究综合出五项最佳实践建议:(1)流域尺度的水管理计划——需考虑地下水流量和盐湖较大的年际自然变率;(2)考虑替代状态和湖泊间强连通性——盐湖存在多重替代原始生态状态,监测方案应考虑时间积分α多样性评估和跨连通湖泊的种群生存力评估;(3)考虑时间延迟和强烈湖泊特异性响应——如大盐湖流域水文变化需15年才能完全显现其生态影响;(4)利益相关者参与——许多盐湖流域跨境分布,需要跨国管理委员会纳入原住民和其他边缘化利益相关者;(5)适应性管理和恢复——面对气候变化导致的历史基线偏移,管理策略和监测方案需持续调整以适应核心生态系统服务和生态群落的变化。

**四、讨论结论**

本研究表明,盐湖支持的受威胁物种数量和具有经济文化重要性的生态系统服务种类均远超普遍认知,其中包含常被低估的存在价值和干旱区微气候调节、尘暴预防、高度多样化微生物群落承载等服务。盐湖的价值还根植于其对遗传和生态系统水平多样性的重要贡献。保障盐湖的生态系统服务和多样性需要采取主动策略应对其独特挑战。尽管盐湖常地处偏远干旱地区,这种地理隔离也可能为实施创新性保护策略提供机遇。通过在国家与国际政策议程中更好代表盐湖生态系统,决策者可促进合作努力以确保其可持续管理,由此产生的利益相关者参与可成为调和不同利益、形成共同愿景以保护盐湖及其宝贵生态系统的有效策略。
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