富营养化和气候变化如何改变波罗的海的食物网

浮游植物是所有海洋生态系统的主要能源：这些漂浮在海水中的微小植物利用光合作用以生物量的形式结合能量，然后在海洋食物网中一步步传递给不同类型的鱼类和鱼类

有多少能量到达不同的生物体取决于它们在食物网中的位置。大约90%的能量作为热量从一个层次流失到另一个层次。食物网的层次越高，到达最高位置的生物体（如掠食性鱼类）的能量就越少

莱布尼茨波罗的海研究所（IOW）的海洋生物学家Markus Steinkopf说：“在过去的三十年里，波罗的海中部的浮游植物发生了很大的变化。在夏季，它越来越受到丝状蓝藻大规模发展的支配。这种现象被称为蓝绿藻水华。”

“由于丝状蓝绿藻的形状和大小，浮游动物的小型甲壳类动物无法摄入它们，而浮游动物通常在海洋食物网中仅次于浮游植物。到目前为止，对高等生物能量供应的影响在很大程度上是未知的，”这项关于波罗的海食物网变化的研究的主要作者说，该研究现已发表在《生态与进化》杂志上

Steinkopf通过将生活在波罗的海中部的鳕鱼和比目鱼的食物网位置与来自波罗的海西部的鳕鱼和牙鲆进行比较来解决这个问题，因为那里没有蓝绿藻的繁殖。他使用氨基酸中的氮稳定同位素分析来确定所调查鱼类种群的饮食，从而确定它们的食物网位置

根据鱼类的食物，可以在它们的肌肉组织中检测到不同氨基氮稳定同位素的特征模式，并进行非常精确的解释

由Warnemü；的科学家领导的研究团队；nde对鳕鱼得出了一个异常明确的结论：在波罗的海中部蓝绿藻丰富的地区，波罗的海东部的鳕鱼种群居住，其食物网明显长于波罗的海西部的鳕鱼

Steinkopf说：“波罗的海西部鳕鱼的食物网位置为4.1，而波罗的海东部鳕鱼的食物网络位置在4.8到5.2之间。这意味着与波罗的海西部鳕鱼相比，波罗的海东部鳕鱼的能量损失高达60%至99%。“然而，在比目鱼的食物网位置上，这两个海域之间只有细微的差异：波罗的海西部的3.4个海域与中部的3.1个海域。

”这两个海区的比目鱼主要以贻贝为食，无论是否有蓝绿藻繁殖，贻贝都有以浮游植物为基础的食物网。因此，预计不会出现重大差异，”该研究的合著者、波罗的海渔业研究所的Uwe Krumme解释道。拥有波罗的海鱼类种群相关专业知识的Thü；nen研究所为该研究处理了鱼类样本。

“两种鳕鱼种群的情况不同。波罗的海西部的鳕鱼主要以海底居民常见的滨蟹为食。因此，它们的食物网比波罗的海东部的鳕鱼短，后者主要以鲱鱼和鲱鱼为食，而鲱鱼和鳐鱼又以浮游动物为食。然而，仅凭这些营养差异并不能解释波罗的海东部鳕鱼的食物网位置显著较高，”Krumme继续说道。

那么，是什么导致波罗的海北部鳕鱼食物网显著延长呢？

“在蓝绿藻区，浮游动物会改变其饮食。它不是素食主义者，而是以蓝绿藻的排泄物或分解产物为生的微生物为食；如早期IOW分析所示。基于同位素的食物网分析专家、该研究的合著者Natalie Loick Wilde解释道：“这在食物网中创造了一个完整的额外水平，这不可避免地会导致随后食物网位置的生物体中的高能量损失。”。现在，我们可以第一次直接测量它，并将其明确地分配给以蓝绿藻为主的食物网，”这位海洋生物学家说。她在IOW建立了世界上为数不多的海洋研究实验室之一，可以在其中测量13种不同氨基酸中的稳定氮和碳同位素。

“基于同位素的食物网分析是揭示生态系统基本变化和更好地了解相互作用的宝贵工具。波罗的海东部鳕鱼的能源危机表明，仅靠捕鱼限制已不足以恢复种群。相反，必须恢复食物网本身。然而，只有在跨国的基础上利用一切可能来控制波罗的海富营养化的情况下，才能实现这一目标，”Steinkopf说。对比目鱼的研究结果表明，并非食物网的所有部分都受到同样的影响。

然而，“这项研究还表明，食物网或营养延长不仅与波罗的海有关，而且将发展成为一个全球性问题，因为气候变化会导致有害的藻华和许多其他食物网压力源，”这位海洋生物学家总结道