2023-08-112024-05-18https://scholars.lib.ntu.edu.tw/handle/123456789/700453生物物種之間存在各式各樣的交互作用，例如攝食、競爭、合作等。這些交互作用終將影響到整個生態系所能供給人類社會的功能、服務及永續性。過去的理論研究指出，為數眾多的生物交互作用可形成一整合的交互作用網絡，而網絡的拓樸性質像是連結強度、中心度等，都被證實直接影響生物多樣性能否永續維持且提供人類社會所需的重要功能，例如潔淨的水資源與基礎生產力。這些網絡理論在單一營養層級(e.g.,生產者)、單一交互作用類型(e.g.,捕食)或是單一分類層級的簡化網絡(e.g.,魚類)已經獲得實證。然而，礙於量化自然系統中各類型交互作用的困難，交互作用網絡的重建尚未推展至生態系中的各個重要組成，包括生產者、分解者或更高級的消費者，而探討這些重要組成內部的交互作用網絡，與連結各別網絡且包含多種交互作用型態的複合網絡 (Multiplex network)，至今仍十分缺希。在本研究中，我們將應用全新的時間序列分析方法來重建在翡翠水庫生態系裡大型的交互作用網絡，連結浮游植物(初級生產者)、浮游動物(初級或次級消費者)、細菌(分解者、生產者)和原生動物(次級消費者)，並且追蹤網絡隨時間的變化。根據所建立的四層複合網絡，我們欲探討下列三項與水資源管理相關的重要假說。我們檢驗假設H1：個別的內層網絡(例如只考慮浮游植物)都是相對不穩定的，而各個網絡穩定性的維持需要來自於跨越各內部網絡之間的連結，特別是正向的交互作用。H2 一個物種若更多接收來自跨層網絡的連結，也就是擁有更多樣化的連結型態，則該物種的動態穩定性會高於只與內層網絡進行交互作用的物種。H3物種在網絡內所參與的功能與交互作用的模組(module)會隨時間變化，這樣的變化並非隨機，而是傾向減少在原本模組內所受到的負向交互作用。為了檢驗這些假說，我們結合1)傳統的顯微鏡計數，研究追蹤觀測浮游植物、動物的物種組成和2)分子生物學的次世代定序，利用16S和18S rRNA片段分別揭露細菌和真核微生物的種類組成。配合兩週一次的田野採樣工作，我們追蹤四個層級的水域微生物群聚結構，並利用經驗動態方程的演算法來重建隨時間演變的生態交互作用組體(interactome)。交互作用網絡; 浮游生物多樣性;水資源永續;生態系功能; 系統韌性;Interaction network; plankton diversity; water resource sustainability; system resilience; ecosystem functioning