文 |南芦观史
编辑 |南芦观史
前言
盐度，即水中溶解盐的浓度，是影响世界水生生物多样性的关键环境参数之一，淡水生态系统盐碱化的全球趋势即淡水盐碱化，人类活动有可能改变水生群落的结构和功能以及好处从水生生态系统，理解为生态系统服务或自然对人的贡献。
此外，淡水盐碱化具有直接的经济成本，并可能对人类健康构成风险，在过去的二十年里，人们对淡水盐碱化的科学兴趣有所增加，但主要的知识差距仍然存在。
在这里，回顾最近关于淡水盐碱化的文献，确定主要的知识差距，并提出了一个研究议程，旨在刺激未来的研究。
目前，从生态学和进化学的角度来看，人们对淡水盐碱化的影响的理解都是有限的，对淡水盐碱化的功能、空间和营养后果的关注有限，只有少数长期研究存在。
淡水盐碱化的研究也存在地理偏见，只有少数地区被研究，此外，淡水盐碱化可能是不同类型的盐或化合物的结果，可能触发复杂的化学或生物相互作用。
这种复杂性阻碍了盐碱化的后果和影响的发展，这些影响可能影响生物组织的遗传、生理、群落或生态系统水平。
建立一个共同的基于未来盐碱化和水短缺的情景，围绕这一全球挑战的框架是强制性的。然而，淡水盐碱化的局限性和固有的复杂性仍然阻碍了我们评估其范围和后果以及有效管理其的能力。
目前大多数可用的关于淡水盐碱化的研究和数据集来自北美、澳大利亚和欧洲的，由于工业化和集约化农业，过去的发生了盐碱化的强烈影响。
在那里，盐碱化仍在进行中，即使目前的法规在许多情况下减缓了它的速度，相比之下，在南美、非洲和亚洲，对淡水盐碱化的研究却很少，这令人担忧，因为这些大陆的淡水盐碱化驱动因素正在加剧。
由于现有研究的地理覆盖范围不平衡，很难有代表性地确定淡水盐碱化热点地区，另一个研究差距涉及气候变化引起的盐碱化及其与其他盐碱化驱动因素的交互作用，该话题几乎只在北美、澳大利亚和欧洲进行了研究。
河流/溪流和湖泊在淡水盐碱化研究中受到了大多数关注，而小水体在很大程度上被忽略了，这些栖息地对生物多样性和生态系统服务，是世界上最丰富的淡水栖息地之一，对干旱或水的提取特别敏感。
研究过程
盐碱化效应取决于离子的组成和浓度，包括背景盐度和由人为活动产生的离子的“化学鸡尾酒”，不同离子的组合和其他元素或离子的动员可以导致极其不同和复杂的栖息地特异性后果。
这些后果与环境的化学、生物和地质特性之间的相互关系被称为淡水盐碱化综合征，此外，淡水盐碱化还需要考虑到相对关系盐浓度的变化。
盐度的微小变化会严重影响天然寡盐系统的水生群落，因为这些系统是在稳定和低离子浓度下进化而来的，然而，迄今为止，淡水盐碱化的研究主要集中在钠和氯的上，而离子浓度相对于自然条件的增加大多被忽略了。
这限制了我们捕捉淡水盐碱化的真实后果的能力，居住在钙质流域的水动物可能对盐碱化不那么敏感，因为碳酸盐对氯离子毒性的改善作用，碳酸盐在淡水中也在增加。
这一现象与体液中钙浓度的升高有关，从而降低了膜的渗透性，降低了氯离子的被动扩散，此外，背景盐度浓度可导致适应，导致水生生物的盐敏感性的种内差异。
淡水盐碱化很少从元群体和元群体的角度对进行研究，淡水盐碱化改变了栖息地的适宜性，这意味着改变了可居住斑块之间的连通性。
此外，它还改变了水体中的扩散和性状选择，从而导致了耐受性较差的基石物种和区域池，因此，我们有理由假设淡水盐碱化可以显著影响元群落的动态。
物种层面的反应得到了广泛的关注，并且经常被用来制定政策建议，因此不能捕捉复杂的相互作用，淡水盐碱化可以因为不同群体的优势变化而影响浮游动物的放牧潜力。
然而，生态系统水平的响应，包括生态系统的功能和服务，很少被评估为，有机质分解是研究最多的生态系统功能，盐碱化与变暖和干旱的交互作用，表明分解的加性降低。
关于盐度对生物地球化学循环的影响，所知较少，如氮处理或碳循环。尽管淡水盐碱化对与生态系统水平相关的大多数物理化学过程的影响尚不清楚，但最近的研究表明，湖泊分层的改变和温室气体生产的变化。
最后，尽管有文献表明在浅水湖中，盐度引起的状态变化，但缺乏对淡水盐碱化驱动变化的潜力和替代稳定状态之间的阈值的明确测试。
这种关于淡水盐碱化功能后果的知识缺口阻碍了建立有效的生态水文模型，以预测淡水盐碱化在不同未来情景下的影响。
总的来说，迫切需要对盐碱化作用的影响有一个更全面的看法，不仅在生态系统功能上，而且在生态系统服务水平上。
淡水盐碱化在社区一级的影响已被深入研究，然而，目前的文献主要涉及群落结构与性状多样性、食物网结构和营养动力学相关的功能方面仍未得到充分的探索。
一些研究报道，淡水盐碱化导致河流和河流无脊椎动物的功能多样性显著下降，但关于哪些性状可能被淡水盐碱化影响以及这如何影响生态系统功能的具体信息仍然缺乏，此外，很少有研究量化了淡水盐碱化对食物网的影响。
最近的研究主要集中在水生无脊椎动物上，尽管微生物在生态系统功能中发挥着关键作用，但它们受到的关注较少，这同样适用于较高营养的水平，如鸟类、鱼类、两栖动物和爬行动物。
对某些分类群的狭隘关注，使得无法对淡水盐碱化对全球生物多样性造成的风险进行适当的评估。
很少有研究调查了适应对盐胁迫的作用，在淡水盐碱化的背景下，生态和进化过程之间的相互作用也是如此。
对群落内物种表现的影响的影响仍未完全阐明，盐度是一种强大的进化压力，但短的中期适应会导致物种适应度的代价。
这些适应性成本增加了成本对水生群落暴露于盐碱化的压力，可能导致遗传多样性的损失，这些信息对于有效管理盐碱化生态系统以确保缓解战略的成功。
讨论
为了促进和刺激对淡水盐碱化的未来研究，提出了一个研究议程，其中包括需要解决的最紧迫的知识差距，拟议的议程跨越了各个方面。
显然需要更多关于初级生产者的信息，特别是由于它们是水生系统的关键组成部分，同时考虑多个营养水平对于更好地理解自上而下和自下而上的过程如何作为对淡水盐碱化的响应而变化也至关重要。
盐度的变化通常伴随着生态系统营养状态的变化，这可能对初级生产者产生影响，这些变化在某种程度上是由消费者的损失导致的自上而下的控制引发的，这可能会促进浮游植物的水华，尽管目前尚不清楚这种自上而下的控制在不同盐度水平下有多强。
盐碱化也可以改变自下而上的控制能力，碱阳离子的动员、pH值的变化和生物地球化学过程的改变可以增加营养物质的动员。
盐度的增加和其他营养物质之间的相互作用可触发初级生产者的成分变化，从而导致较高的营养水平，现场测试和生态系统水平的操作可能有助于理解这些过程。
最高的营养水平构成了关注当地视角的另一个关键组成部分，关于鱼类、两栖动物和鸟类的毒理学和个体反应的现有知识，必须应用于评估盐度引发的它们的营养相互作用的变化。
在群落层面上，自上而下效应和营养级联受到越来越多的关注，然而，对这些相互作用的全面理解以及更有营养或能量的方法还需要进一步的关注。
同样，需要对淡水盐碱化的行为反应进行评估，最后，淡水盐碱化已被证明可以改变宿主-寄生虫的相互作用，但该信息仅限于少数研究，需要进一步研究。
淡水盐碱化对自然系统的营养后果是复杂的评估，但使用中生态系统实验可以帮助评估它们的，此外，使用化合物特异性稳定同位素或能量视角可以帮助我们了解在实验和野外条件下，营养食物网对淡水盐碱化的响应。
对于最低营养水平，由淡水盐碱化引起的物种组成或其活性的变化可以调节生态系统功能，并驱动与温室气体生产相关的过程。
反硝化、甲烷生产，以及溶解的有机碳、碎屑加工和分解是与微生物活性相关的关键方面，需要进一步关注，用于评估微生物多样性的分子方法，将其与功能联系起来，可以帮助分析这些过程。
关于微生物对其影响的研究主要集中在群落组成上，虽然评估微生物多样性或组成是相关的，但其功能活性是生态系统水平的关键。
因此，通过分析总成分和活性成分多样性的基因组组成，需要进一步探索组成和活性之间的联系，这有助于识别更多的成分活跃过程和参与的分类群。
与耐受渗透胁迫相关的性状，如寿命短、每年代数高、休眠、胸腺呼吸或卵胎生等，可能有助于应对淡水盐碱化，此外，还应考虑体型和流动性，特别是在评估扩散动力学或连通性时。
结论
盐碱化是对全球淡水生态系统及其相关生物多样性以及社会福祉构成的最大威胁之一，因为预计它将影响全球水和相关生态系统服务的质量和供应。
这一挑战需要通过科学界在不同规模上工作的联合和集中的努力来解决，也包括利益相关者和当地从业者，盐碱化在生态和进化层面上对淡水生态系统的影响将改变其生物多样性和功能，从而影响在经济和健康层面上依赖它们的人类社会。
在这里，已经概念化了一个研究议程，概述了前进的道路，以填补知识空白为重点的研究将有助于显著推进和同时制定更好的管理战略，并提高人们对问题的普遍认识。