山区溪流中底栖大型无脊椎动物对环境压力的季节性响应：性状趋同与功能同质化

《Aquatic Sciences》：Seasonal response of benthic macroinvertebrate to environmental stressors in mountain streams: Trait convergence and functional homogenization

人类活动加剧导致山地溪流水文条件恶化，影响底栖 macroinvertebrate 功能性状。研究发现干季符合理论钟型分布，湿季环境压力显著降低功能多样性，r-选择策略在湿季占主导，而 k-选择策略被抑制。阈值分析揭示附着行为指示低流， streamlined形态和 tegument呼吸与低氨氮相关。环境压力促使功能趋同同质化，威胁生态系统功能，为预测和管理提供依据。

　　

摘要

人类活动的加剧恶化了山区河流生态系统的水文条件，直接影响了大型无脊椎动物群落，但它们通过功能性特征所表现出的响应机制仍不为人所充分了解。本研究探讨了典型山区溪流中，在湿润季节和干燥季节下，环境因素对底栖大型无脊椎动物功能性特征的筛选和选择过程，特别关注了这些特征响应的阈值。对167种大型无脊椎动物的分析显示，r型（快速生长、快速繁殖）生活史策略在各个季节中始终占据主导地位。值得注意的是，在湿润季节这种主导趋势更为明显：水文条件的恶化促进了r型特征的发展，而水体富营养化程度的增加则抑制了K型（生长缓慢、繁殖周期长的）特征。不同季节间特征响应存在显著差异。在干燥季节，这些特征分布符合理论上的钟形曲线。然而，在湿润季节，环境压力的加剧导致特征响应和功能多样性均显著下降。进一步的阈值分析成功识别出了一些可靠的生物指标：附壁行为是低流量条件的明确指示器，流线型体型和表皮呼吸功能与低氨氮浓度之间存在密切关联。关键在于，本研究表明，环境压力的增加促使底栖大型无脊椎动物的功能性特征向高抗性特征方向转变。这种转变导致了特征的高度趋同和功能上的同质化，对生态系统功能构成了明显威胁。本研究提供的证据为预测环境变化对群落功能的影响奠定了基础，并为山区溪流的生态管理提供了重要启示。