Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Zooplankton trong một cảnh quan nước liên tục: các yếu tố môi trường và không gian định hình cấu trúc cộng đồng zooplankton mùa xuân trong một hồ chứa lớn ở châu thổ cận xích đạo
Tóm tắt
Các hồ chứa là những cảnh quan nước liên tục thể hiện các đặc điểm thủy động lực học của cả hồ và sông với dòng chảy nước. Những môi trường sống động này cung cấp cơ hội mới để khám phá tác động của động lực metacommunity đến cấu trúc cộng đồng liên quan đến các quá trình môi trường, không gian và thời gian. Chúng tôi đã khảo sát sự phân bố không gian của các cộng đồng zooplankton vào mùa xuân ở một hồ chứa lớn tại miền nam Trung Quốc. Chúng tôi đã thu thập mẫu một cách kỹ lưỡng dọc theo một gradient theo chiều dài trong giai đoạn đầu và giữa mùa xuân. Chúng tôi đã so sánh mối quan hệ giữa các biến môi trường và không gian với cấu trúc cộng đồng của ba nhóm zooplankton: rotifer, cladocera và copepod. Thành phần tổng thể và độ phong phú của các nhóm zooplankton qua các vùng chiều dài trở nên đa dạng hơn với sự gia tăng tính không đồng nhất môi trường qua các thời kỳ lấy mẫu. Kết quả từ ANOVA đa cấp và PERMANOVA cho thấy rằng thay vì làm cho môi trường trở nên đồng nhất, dòng chảy nước vào cuối mùa xuân lại làm tăng tính không đồng nhất không gian trong môi trường và tăng tầm quan trọng của quy trình phân loại loài trong việc hình thành cộng đồng zooplankton. Tuy nhiên, phân tích phân vùng biến thiên cho thấy ảnh hưởng của các biến môi trường và không gian cũng khác nhau giữa ba nhóm zooplankton có thể là do sự khác biệt về cả thích nghi sinh lý và hình thái. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng các quá trình metacommunity rất quan trọng trong việc cấu trúc các cộng đồng zooplankton trong các cảnh quan nước hồ chứa bị ảnh hưởng bởi dòng chảy.
Từ khóa
#zooplankton #hồ chứa #động lực metacommunity #cấu trúc cộng đồng #môi trường #không gianTài liệu tham khảo
A.P.H.A., 2012. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 22nd ed. APHA, Washington DC.
Blanchet, F. G., P. Legendre & D. Borcard, 2008. Modelling directional spatial processes in ecological data. Ecological Modelling 215: 325–336.
Blanchet, F. G., P. Legendre, R. Maranger, D. Monti & P. Pepin, 2011. Modelling the effect of directional spatial ecological processes at different scales. Oecologia 166: 357–368.
Bonecker, C. C., F. D. Azevedo & N. R. Simões, 2011. Zooplankton body-size structure and biomass in tropical floodplain lakes: relationship with planktivorous fishes. Acta Limnologica Brasiliensia 23: 217–228.
Brito, S. L., P. M. Maia-Barbosa & R. M. Pinto-Coelho, 2011. Zooplankton as an indicator of trophic conditions in two large reservoirs in Brazil. Lakes & Reservoirs: Research and Management 16: 253–264.
Brooks, J. L. & S. I. Dodson, 1965. Predation, body size, and composition of plankton. Science 150: 28–35.
Burns, C. W., 1968. The relationship between body size of filter feeding Cladocera and the maximum size of particle ingested. Limnology and Oceanography 13: 675–678.
Chaparro, G., Z. Horvath, I. O’Farrell, R. Ptacnik & T. Hein, 2018. Plankton metacommunities in floodplain wetlands under contrasting hydrological conditions. Freshwater Biology 63: 380–391.
Cohen, G. M. & J. B. Shurin, 2003. Scale-dependence and mechanisms of dispersal in freshwater zooplankton. Oikos 103: 603–617.
Cottenie, K., 2005. Integrating environmental and spatial processes in ecological community dynamics. Ecology Letters 8: 1175–1182.
Cottenie, K., N. Nuytten, E. Michels & L. De Meester, 2001. Zooplankton community structure and environmental conditions in a set of interconnected ponds. Hydrobiologia 442: 339–500.
De Bie, T., L. De Meester, L. Brendonck, K. Martens, B. Goddeeris, D. Ercken, H. Hampel, L. Denys, L. Vanhecke, K. Van Der Gucht, J. Van Wichelen, W. Vyverman & S. A. Declerck, 2012. Body size and dispersal mode as key traits determining metacommunity structure of aquatic organisms. Ecology Letters 15: 740–747.
Deo Dias, J., N. R. Simões, M. Meerhoff, F. A. Lansac-Tôha, L. F. M. Velho & C. C. Bonecker, 2016. Hydrological dynamics drives zooplankton metacommunity structure in a Neotropical floodplain. Hydrobiologia 781: 109–125.
Di Genaro, A. C., S. Sendacz, M. De Almeida Bispo Moraes & C. T. J. Mercante, 2015. Dynamics of Cladocera Community in a Tropical Hypereutrophic Environment (Garças Reservoir, São Paulo, Brazil). Journal of Water Resources and Protection 7: 379–388.
Dokulil, M. T. & K. Teubner, 2000. Cyanobacterial dominance in lakes. Hydrobiologia 438: 1–12.
Doubek, J. P. & C. C. Carey, 2017. Catchment, morphometric, and water quality characteristics differ between reservoirs and naturally formed lakes on a latitudinal gradient in the conterminous United States. Inland Waters 7: 171–180.
Dussart, B. H. & D. Defaye, 2001. Introduction to the Copepoda. Backhuys Publishers, Leiden.
Elgmork, K. & G. Halvorsen, 1998. Intraspecific morphological variation in a freshwater copepod (Crustacea) in relation to geographic distribution and environment. Canadian Journal of Zoology 76: 751–762.
Figueroa-Sanchez, M. A., S. Nandini & S. S. S. Sarma, 2014. Zooplankton community structure in the presence of low levels of cyanotoxins: a case study in a high altitude tropical reservoir (Valle de Bravo, Mexico). Journal of Limnology 73: 157–166.
Fontaneto, D., 2011. Biogeography of Microscopic Organisms. Is Everything Small Everywhere?. The University of Chicago Press, Chicago.
Geraldes, A. M. & M. J. Boavida, 2004. What factors affect the pelagic cladocerans of the meso-eutrophic Azibo Reservoir? Annales de Limnologie – International Journal of Limnology 40: 101–111.
Gianuca, A. T., S. A. Declerck, P. Lemmens & L. De Meester, 2017. Effects of dispersal and environmental heterogeneity on the replacement and nestedness components of beta-diversity. Ecology 98: 525–533.
Guevara, G., P. Lozano, G. Reinoso & F. Villa, 2009. Horizontal and seasonal patterns of tropical zooplankton from the eutrophic Prado Reservoir(Colombia). Limnologica 39: 128–139.
Han, B. P. & H. J. Dumont, 2011. Reservoirs of Guangdong Province, South China: an increasing threat of eutrophication. Oecologica Australis 15: 643–654.
Han, B. P., J. Armengol, J. C. Garcia, M. Comerma, M. Roura, J. Dolz & M. Straskraba, 2000. The thermal structure of Sau Reservoir (NE: Spain): a simulation approach. Ecological Modelling 125: 109–122.
Hart, R. C., 2004. Cladoceran periodicity patterns in relation to selected environmental factors in two cascading warm-water reservoirs over a decade. Hydrobiologia 526: 99–117.
Havel, J. E. & J. B. Shurin, 2004. Mechanisms, effects, and scales of dispersal in freshwater zooplankton. Limnology and Oceanography 49: 1229–1238.
Hébert, M. P., B. Beisner & R. Maranger, 2015. A meta-analysis of zooplankton functional traits influencing ecosystem function. Ecology 97: 1069–1080.
Heino, J., L. M. Bini, S. M. Karjalainen, H. Mykra, J. Soininen, L. C. G. Vieira & J. A. F. Diniz-Filho, 2010. Geographical patterns of micro-organismal community structure: are diatoms ubiquitously distributed across boreal streams? Oikos 119: 129–137.
Heino, J., A. S. Melo & L. M. Bini, 2015a. Reconceptualising the betadiversity-environmental heterogeneity relationship in running watersystems. Freshwater Biology 60: 223–235.
Heino, J., A. S. Melo, T. Siqueira, J. Soininen, S. Valanko & L. M. Bini, 2015b. Metacommunity organisation, spatial extent and dispersal in aquatic systems: patterns, processes and prospects. Freshwater Biology 60: 845–869.
Horvath, Z., C. F. Vad & R. Ptacnik, 2015. Wind dispersal results in a gradient of dispersal limitation and environmental match among discrete aquatic habitats. Ecography 38: 1–7.
Howeth, J. G. & M. A. Leibold, 2010. Species dispersal rates alter diversity and ecosystem stability in pond metacommunities. Ecology 91: 2727–2741.
Hulot, F. D., G. Lacroix & M. Loreau, 2014. Differential responses of size-based functional groups to bottom-up and top-down perturbations in pelagic food webs: a meta-analysis. Oikos 123: 1291–1300.
Incagnone, G., F. Marrone, R. Barone, L. Robba & L. Naselli-Flores, 2015. How do freshwater organisms cross the “dry ocean”? A review on passive dispersal and colonization process with a special focus on temporary ponds. Hydrobiologia 750: 103–123.
Irigoien, X., K. J. Flynn & R. P. Harris, 2005. Phytoplankton blooms: a ‘loophole’ in microzooplankton grazing impact? Journal of Plankton Research 27: 313–321.
Jaramillo-Londoño, J. C., S. P. D. Santos & R. Pinto-Coelho, 2014. Influence of spatial trophic patterns on the zooplankton community structure in a tropical urban reservoir. Brazil Revista UDCA Actualidad & Divulgación Científica 17: 521–528.
Kasprzak, P. H. & R. C. Lathrop, 1997. Influence of two Daphnia species on summer phytoplankton assemblages from eutrophic lakes. Journal of Plankton Research 19: 1025–1044.
Khan, M. F., P. Preetha & A. P. Sharma, 2015. Modelling the food web for assessment of the impact of stock supplementation in a reservoir ecosystem in India. Fisheries Management and Ecology 22: 359–370.
Leibold, M. A. & J. Norberg, 2004. Biodiversity in metacommunities: plankton as complex adaptive systems? Limnology and Oceanography 49: 1278–1289.
Leibold, M. A., M. Holyoak, N. Mouquet, P. Amarasekare, J. M. Chase, M. F. Hoopes, R. D. Holt, J. B. Shurin, R. Law, D. Tilman, M. Loreau & A. Gonzalez, 2004. The metacommunity concept: a framework for multi-scale community ecology. Ecology Letters 7: 601–613.
Leibold, M. A., E. P. Economo & P. Peres-Neto, 2010. Metacommunity phylogenetics: separating the roles of environmental filters and historical biogeography. Ecology Letters 13: 1290–1299.
Lin, Q. Q., S. S. Duan, R. Hu & B. P. Han, 2003a. Zooplankton distribution in tropical reservoirs, South China. International Review of Hydrobiology 88: 602–613.
Lin, Q. Q., R. Hu & B. P. Han, 2003b. Effect of hydrodynamics on nutrient and phytoplankton distribution in Liuxihe Reservoir. Acta Ecologica Sinica 23: 2278–2284.
Marce, R., M. Comerma, J. C. Garcia, J. Goma & J. Armengol, 2005. The zooplankton community in a small, hypertrophic mediterranean reservoir (Foix reservoir, NE Spain). Limnetica 24: 279–294.
Mccauley, E. & J. Kalff, 1980. Empirical relationships between phytoplankton and zooplankton biomass in lakes. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 38: 458–463.
Mcqueen, D. J., M. R. S. Johannes & J. R. Post, 1989. Bottom-up and top-down impacts on freshwater pelagic community structure. Ecological Monographs 59: 289–309.
Mouquet, N. & M. Loreau, 2003. Community patterns in source sink metacommunities. American Naturalist 162: 544–557.
Narwani, A. & A. Mazumder, 2012. Bottom-up effects of species diversity on the functioning and stability of food webs. Journal of Animal Ecology 81: 701–713.
Negreiros, N. F., M. J. Dos Santos-Wisniewski, R. M. Dos Santos & O. Rocha, 2010. The influence of environmental factors on the seasonal dynamics and composition of Rotifera in the Sapucaí River arm of Furnas Reservoir, MG, Brazil. Biota Neotropica 10: 173–182.
Ng, I. S. Y., C. M. Carr & K. Cottenie, 2009. Hierarchical zooplankton metacommunities: distinguishing between high and limiting dispersal mechanisms. Hydrobiologia 619: 133–143.
Obertegger, U., G. Flaim, M. G. Braioni, R. Sommaruga, F. Corradii & A. Borsato, 2007. Water residence time as a driving force of zooplankton structure and succession. Aquatic Sciences 69: 575–583.
Peng, L., G. Lin, T. Wang & B. P. Han, 2012. Limnological characteristics of liuxihe reservoir. In Han, B. P. & Z. Liu (eds), Tropical and Sub-Tropical Reservoir Limnology in China. Monographiae Biologicae, Vol. 91. Springer, Dordrecht.
Perbiche-Neves, G., M. J. Serafin, A. R. Ghidini & L. D. Brito, 2007. Spatial and temporal distribution of Copepoda (Cyclopoida and Calanoida) of an eutrophic reservoir in the basin of upper Iguaçu River, Paraná, Brazil. Acta Limnologica Brasiliensia 19: 393–406.
Pinceel, T., B. Vanschoenwinkel & L. Brendonck, 2013. Flexible dispersal dimorphism in zooplankton resting eggs: an example of repeated phenotypic coin flipping? Biological Journal of the Linnean Society 110: 749–756.
Pinto-Coelho, R., B. Pinel-Alloul, G. Methot & K. E. Havens, 2005. Crustacean zooplankton in lakes and reservoirs of temperate and tropical regions: variation with trophic status. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 62: 348–361.
Pu, Z. & L. Jiang, 2015. Dispersal among local communities does not reduce historical contingencies during metacommunity assembly. Oikos 124: 1327–1336.
Rizo, E. Z. C., Y. Gu, R. D. S. Papa, H. J. Dumont & B. P. Han, 2017. Identifying functional groups and ecological roles of tropical and subtropical freshwater Cladocera in Asia. Hydrobiologia 799: 1–17.
Rizo, E. Z. C., S. Xu, Q. H. Tang, R. D. S. Papa, H. J. Dumont, S. S. Qian & B. P. Han, 2019. A global analysis of cladoceran body size and its variation linking to habitat, distribution and taxonomy. Zoological Journal of the Linnean Society 187: 1119–1130.
Schamp, B. S., S. E. Arnott & K. L. Joslin, 2015. Dispersal strength influences zooplankton co-occurrence patterns in experimental mesocosms. Ecology 96: 1074–1083.
Sinev, A. Y., Y. Gu & B. P. Han, 2015. Cladocera of Hainan Island, China. Zootaxa 4006: 569–585.
Straskraba, M. & Tundisi, J. G., 1999. Guidelines of Lake Management (volume 9): Reservoir water quality management. International Lake Environment Committee Foundation: 229.
Straskrabova, V., J. Komarkova, M. Macek, J. Sed’a, K. Simek, J. Vrba, V. Vyhnalek, 1994. Microbial-algal-crustacean interactions in a reservoir under different fishstock. Archiv Hydrobiol Beih Ergeb Limnol 40: 209–221.
Thornton, K. W., B. L. Kinnel & F. F. Payne, 1990. Reservoir Limnology: Ecological Perspectives. Wiley, New York.
Twombly, S. & N. Tisch, 2000. Body size regulation in copepod crustaceans. Oecologia 122: 318–326.
Urban, M. C. & L. De Meester, 2009. Community monopolization: local adaptation enhances priority effects in an evolving metacommunity. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 276: 4129–4138.
Urban, M. C., L. De Meester, M. Vellend, R. Stoks & J. Vanoverbeke, 2012. A crucial step toward realism: responses to climate change from an evolving metacommunity perspective. Evolutionary Applications 5: 154–167.
Vallina, S. M., P. Cermeno, S. Dutkiewicz, M. Loreau & J. M. Montoya, 2017. Phytoplankton functional diversity increases ecosystem productivity and stability. Ecological Modelling 361: 184–196.
Vanschoenwinkel, B., S. Gielen, M. Seaman & L. Brendonck, 2009. Wind mediated dispersal of freshwater invertebrates in a rock pool metacommunity: differences in dispersal capacities and modes. Hydrobiologia 635: 363–372.
Vogt, R. J. & B. E. Beisner, 2011. Assessing the impact of dispersal on zooplankton community structure. Journal of Plankton Research 33: 1757–1761.
Wang, S., X. Qian, B. P. Han, L. C. Luo & D. P. Hamilton, 2012. Effects of local climate and hydrological conditions on the thermal regime of a reservoir at Tropic of Cancer, in southern China. Water Research 46: 2591–2604.
Welker, M. & N. Walz, 1999. Plankton dynamics in a river-lake system—on continuity and discontinuity. Hydrobiologia 408: 233–239.
Williams-Howze, J., 1997. Dormancy in the free-living copepod orders cyclopoida, calanoida, and harpacticoida. Oceanography and Marine Biology, An Annual Review 35: 257–321.
Winegardner, A. K., B. K. Jones, I. S. Y. Ng, T. Siqueira & K. Cottenie, 2012. The terminology of metacommunity ecology. Trends in Ecology and Evolution 27: 253–254.
Wojciechowski, J., J. Heino, L. M. Bini & A. A. Padial, 2017. The strength of species sorting of phytoplankton communities is temporally variable in subtropical reservoirs. Hydrobiologia 800: 31–43.
Xiao, L. J., T. Wang, R. Hu, B. P. Han, S. Wang, X. Qian & J. Padisak, 2011. Succession of phytoplankton functional groups regulated by monsoonal hydrology in a large canyon-shaped reservoir. Water Research 45: 5099–5109.
Xiong, W., J. Li, Y. Chen, B. Shan, W. Wang & A. Zhan, 2016. Determinants of community structure of zooplankton in heavily polluted river ecosystems. Scientific Reports 6: 22043.
Xiong, W., P. Ni, Y. Chen, Y. Gao, B. Shan & A. Zhan, 2017. Zooplankton community structure along a pollution gradient at fine geographical scales in river ecosystems: the importance of species sorting over dispersal. Molecular Ecology 26: 4351–4360.
Xue, Y. Y., H. H. Chen, J. R. Yang, M. Liu, B. Q. Huang & J. Yang, 2018. Distinct patterns and processes of abundant and rare eukaryotic plankton communities following a reservoir cyanobacterial bloom. The ISME Journal 12: 2263–2277.
Ye, L., C. Y. Chang, C. Garcia-Comas, G. C. Gong & C. H. Hsieh, 2013. Increasing zooplankton size diversity enhances the strength of top-down control on phytoplankton through diet niche partitioning. Journal of Animal Ecology 82: 1052–1061.
Zhang, J., P. Xie, M. Tao, L. Guo, J. Chen, L. Li, Z. Xuezhen & L. Zhang, 2013. The impact of fish predation and cyanobacteria on zooplankton size structure in 96 subtropical lakes. PLoS ONE 8: e76378.
Zhang, Q., M. Z. Xiao, C. L. Liu & V. P. Singh, 2014. Reservoir-induced hydrological alterations and environmental flow variation in the East River, the Pearl River basin, China. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment 28: 2119–2131.
