Ecology Letters | 淡水生态系统中的多重胁迫互作——基于2396个实验的系统性综述

生态学文献分享 · 公众号 · · 2024-06-30 11:00

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/ele.14463

淡水生态系统承载了大量的生物多样性，并提供了至关重要的生态系统服务。然而，人类活动对这些系统造成了严重威胁。淡水生态系统，如湖泊、河流和湿地，直接受到过度捕捞和水文改造的影响，同时还会积累来自周边环境的细小沉积物和有毒化学物质。气候变化进一步加剧了这些问题，例如全球变暖会促进许多外来物种的传播和影响，环境胁迫会通过生理代偿机制改变有机体对化学胁迫的敏感性，有毒污染物则可能附着在悬浮颗粒或塑料颗粒上，使其扩散范围更广。这些复杂的相互作用增加了生态系统管理和环境风险评估的难度。了解这些胁迫的相互作用，可以帮助更准确地预测全球变化的影响，并制定有效的淡水生态系统管理策略。

本期推荐的系统性综述是迄今为止最全面的淡水多重胁迫的研究综述。研究使用了一种新颖的机器学习框架，从超过 235,000 篇文献中筛选出 2396 个涉及了多重胁迫的实验。这些实验涉及的胁迫种类繁多，共 909 个具体胁迫被划分为 31 类，并提供了一个交互式数据集供公众使用。

数据集网址：

https://jamesaorr.shinyapps.io/freshwater-multiple-stressors/

实验概况

综述发现，自 1990 年代以来，淡水多重胁迫实验的发表数量显著增加，实验数量的增长速度超过了总体学术出版物的增长速度。研究涉及 73 个国家，其中中国、美国、加拿大和西班牙的实验数量占总数的一半以上。

约 79% 的实验在实验室中进行， 16% 的实验在室外微宇宙系统（如中观生态系统）中进行， 5% 的实验在田间进行。这些实验的持续时间从短期（少于一周）到长期（超过一年）不等。大多数实验（约 77% ）关注个体、种群水平的反应，只有少数实验（约 12% ）专注于群落或生态系统水平。

77% 的实验只研究单一物种，尤其是鱼类研究。大多数实验（ 73% ）只模拟了两个胁迫，但有 21 个实验研究了十个及以上的胁迫。

胁迫的多样化

从分类上来说，实验中总共涉及 6118 个胁迫处理，这些被分类为 909 个具体胁迫，分属于 31 个类别。五种最常见的胁迫分别是增温（ 441 次）、铜（ 260 次）、镉（ 248 次）、富营养化（ 218 次）和锌（ 152 次），这些胁迫占所有胁迫处理的 20% 以上。

从性质上来说，化学胁迫占 75% ，物理胁迫占 17% ，生物胁迫占 3% 。化学胁迫的多样性也很高。 20 世纪 90 年代之前，几乎所有的胁迫处理都是化学胁迫；但自 2010 年以来，化学胁迫的比例逐渐下降到约 60% ，而物理 - 化学胁迫（如纳米颗粒和微塑料）的比例上升到约 10% 。

理想的多重胁迫实验设计

基于前述结果，本综述提供了一个框架，帮助澄清实验检测到的统计互作是否与所关注的胁迫互作一致，并概述了与任何系统相关的多重胁迫实验设计的一般指南。最后，强调了更好地理解面临多重胁迫的淡水生态系统所需的研究方向，包括改进实验设计和方法、开展更多的长时序研究、鼓励跨学科合作等。

Ecology Letters | 淡水生态系统中的多重胁迫互作——基于2396个实验的系统性综述

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