综述：根据浮游植物的研究，休伦湖的生态历史

《Journal of Great Lakes Research》：The ecological history of Lake Huron according to phytoplankton

Lake Huron浮游植物群自欧洲人定居以来因污染、入侵物种及气候变化发生显著变化，基于微体化石和监测数据，分主湖盆与北部湾两个区域分析其长期趋势及恢复措施，强调持续监测的重要性。

　　

Euan D. Reavie | Lisa R. Estepp

明尼苏达大学自然资源研究所，5013 Miller Trunk Highway，Duluth MN 55811，美国

摘要

自欧洲裔美国人定居以来，休伦湖的主要生产者发生了巨大变化。早期的数据主要来自对沉积记录中保存的硅藻群落的评估，但这些监测项目始于20世纪70年代。污染、入侵物种和大气变暖是导致物理、化学和生物条件重组的主要因素，这些因素决定了浮游植物群落的结构。本文按时间顺序介绍了浮游植物的研究情况，以总结休伦湖过去和现在的环境状况。虽然本文主要关注开阔水域的监测，但也提到了一些存在特殊问题的局部区域，如富营养化严重的萨吉诺湾。我们根据两个区域回顾了长期趋势：（1）湖泊主体区域，包括通常同时进行的萨吉诺湾研究；（2）北部海湾，以北通道和乔治亚湾为代表。我们总结了定居前的基线条件、20世纪的富营养化现象、法规减少营养物质后的改善情况，以及滤食性 Dreissenidae 藤壶类生物入侵和气候变化的影响。持续的监测和古生态学评估将有助于理解和应对休伦湖仍在变化的浮游植物群落所受的自然和人为因素。

部分内容摘录

背景信息

休伦湖拥有世界上最长的湖岸线，长达6159公里，包含超过36,000个岛屿（Jalava等人，2005年）。它是劳伦蒂安五大湖中按表面积计算第二大的湖泊，按体积计算第三大，湖水体积为3540立方公里（Beeton，1984年）。休伦湖的主要水域几乎被美加边境一分为二：乔治亚湾大部分位于安大略省境内，北通道则属于密歇根州（图1）。

主要湖泊区域：定居前至1915年

代表监测项目建立之前的浮游植物记录是通过古湖沼学方法获得的。Stoermer和Yang（1968年）在1967年从休伦湖北部深水区采集了一个沉积岩芯，通过分析硅藻群落的变化来进行生态学研究。这个未标注年代的180厘米长沉积岩芯记录了反映地层地质变化的生物过程。

主要湖泊区域：1915年至1999年

19世纪末，由于营养物质逐渐增加，浮游植物群落开始发生重组；20世纪初至中期，这种重组加速，随后出现了更多入侵物种和气候变化的影响。

由于Stoermer和Yang（1968年）使用的1967年沉积岩芯未进行年代测定，我们无法直接将其与Wolin等人（1988年）1981年采集的南部湖泊区域岩芯进行比较，但根据硅藻地层特征的相似性，我们可以进行间接分析。

主要湖泊区域：进入21世纪

到21世纪时，休伦湖的磷含量目标已经基本实现，尽管萨吉诺湾仍存在营养物质超标的情况（DePinto等人，2006年；Stow等人，2014年）。虽然五大湖地区从营养污染等压力中逐渐恢复，但入侵物种的威胁日益严重。入侵性双壳类软体动物Dreissena polymorpha（斑马贻贝）和Dreissena rostriformis bugensis（夸格贻贝）可能通过船舶压载物传播到了这些湖泊。

北部海湾：定居前至1915年

Sivarajah等人（2018年）使用来自乔治亚湾东南部一个休闲区的²¹⁰Pb定年沉积岩芯进行了基于硅藻的古湖沼学研究，以评估海岸开发和对区域气候变暖的潜在影响。与乔治亚湾和北通道的深水区域不同，这些海湾在夏季末会出现底层水体缺氧现象。尽管可能存在局部因素影响化石数据，但硅藻种类仍表现出相似性。

北部海湾：1915年至今

安大略水资源委员会（现安大略环境部）在1969年报告称乔治亚湾南部营养物质过度富集（Veal和Michalski，1971年）。在政府强制减少磷排放之前（1972年），Nicholls等人（1977年）首次对该海湾的浮游植物进行了研究，发现浮游植物生物量很高，这归因于市政污水处理厂的磷排放。1973年至1974年5月至10月期间采集的浮游植物样本显示……

总结

休伦湖的浮游植物历史显示，其生态变化主要受人类活动、入侵物种和气候变化的影响。古生态学数据表明，该湖自然状态下为寡营养至中营养类型，偶尔会出现中营养期；全新世洪水后，湖泊恢复了更寡营养的状态。总体而言，休伦湖对各种压力具有相对较强的适应性，但浮游植物研究揭示了人为因素带来的变化。

作者贡献声明

Euan D. Reavie：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、项目监督、资金筹措、概念构思。Lisa R. Estepp：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、概念构思。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究部分得到了美国环境保护署根据合作协议GL-00E23101、GL-00E00790和GL-00E03139提供的资助。本文档未经过该机构的同行评审和政策审查，因此不一定反映该机构的官方观点，也不应被视为官方认可。