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工作動(dòng)態(tài)

水生所揭示禁漁背景下長江中下游湖泊魚類群落恢復(fù)機(jī)制——以梁子湖為例

發(fā)表日期:2023-08-15馮凱、王齊東來源:水生生物研究所放大 縮小

  近年來,國家全面實(shí)施長江生態(tài)環(huán)境保護(hù)修復(fù)戰(zhàn)略,如長江流域重點(diǎn)湖泊“三網(wǎng)”退出、“退垸還湖”、“水生生物自然保護(hù)區(qū)全面禁捕”等保護(hù)修復(fù)措施的深入實(shí)施,湖泊休養(yǎng)生息制度逐步健全完善。然而,禁漁對(duì)長江中下游湖泊魚類多樣性、群落結(jié)構(gòu)及資源量的影響仍缺乏全面且長期的研究。系統(tǒng)闡釋湖泊生態(tài)恢復(fù)演替過程中魚類群落重建機(jī)制將為湖泊生物多樣性維持與食物可持續(xù)產(chǎn)出提供科學(xué)依據(jù),也為流域性生態(tài)恢復(fù)措施的效果評(píng)估提供技術(shù)支撐。  

  2016-2021年,中國科學(xué)院水生生物研究所劉家壽研究員團(tuán)隊(duì)在梁子湖開展了連續(xù)6年的魚類群落季度觀測(cè)。20181月,梁子湖實(shí)施全面禁漁,本研究跨越了“過度捕撈”階段(2016-2017年)和“全面禁漁階段”(2018-2021年)。通過構(gòu)建時(shí)間序列模型,分析禁漁前后魚類群落豐度、生物量、分類學(xué)多樣性、功能多樣性及功能性狀等維度的變化,闡明了魚類群落對(duì)于禁漁措施的積極與無效響應(yīng),系統(tǒng)揭示了禁漁對(duì)湖泊魚類群落恢復(fù)演替的作用機(jī)制(圖1)。  

1  禁漁對(duì)梁子湖魚類群落恢復(fù)的辯證影響

  研究發(fā)現(xiàn),魚類物種豐富度、功能豐富度、分類多樣性和功能多樣性等多樣性指數(shù)在過度捕撈期迅速下降,但禁漁后并未出現(xiàn)恢復(fù)趨勢(shì),且始終維持在過度捕撈后的較低水平。其直接原因主要是受過度捕撈影響的多數(shù)物種并沒有在“全面禁漁階段”得到有效恢復(fù)。魚類種群的恢復(fù)通常需要更長時(shí)間,因此當(dāng)前禁捕時(shí)間較短也是導(dǎo)致這一現(xiàn)象的潛在原因(圖2)。  

2  魚類群落指標(biāo)隨時(shí)間序列的變化

  魚類豐度和生物量在過度捕撈期急劇下降,在禁漁后迅速上升,隨后又急劇下降趨于平穩(wěn)。魚類豐度和生物量的波動(dòng)表明,盡管過度捕撈與禁漁會(huì)直接影響魚類資源量,但湖泊生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力是相對(duì)穩(wěn)定的,禁捕未導(dǎo)致魚類資源量的持續(xù)上升,物種間的相互作用(包括捕食者-獵物關(guān)系、種間競爭等)能夠維持生態(tài)系統(tǒng)平衡。研究還發(fā)現(xiàn),魚類群落的總豐度和總生物量波動(dòng)趨勢(shì)主要受少數(shù)種類影響,主要是似鱎(Toxabramis swinhonis)、? Hemiculter leucisculus)、湖鱭(Coilia nasus)等小型魚類與鲌亞科等魚食性魚類的交替變化。此外,禁漁后魚類群落僅以少數(shù)物種占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),印證了多樣性沒有恢復(fù)的原因是大多數(shù)魚類種群沒有得到重建恢復(fù)(圖3)。  

3  魚類種類組成在禁漁前后的變化

  通過解析魚類生活史策略、攝食營養(yǎng)和棲息生境選擇等功能性狀對(duì)禁漁的響應(yīng),發(fā)現(xiàn)魚類群落對(duì)禁漁的積極響應(yīng)主要包括兩個(gè)方面:1)直接影響,高營養(yǎng)級(jí)魚類種群的恢復(fù);2)間接影響,營養(yǎng)級(jí)聯(lián)效應(yīng)緩解了魚類群落個(gè)體小型化趨勢(shì)。然而,魚類群落在生境利用方面趨于單一化,表現(xiàn)為中上層魚類的優(yōu)勢(shì)度上升,而其他生境偏好的種類,如營底棲生活的種類減少。研究表明,功能性狀比分類學(xué)指標(biāo)更敏感,反映了禁捕后魚類群落的微妙變化,如某些生態(tài)功能的恢復(fù)(圖4)。  

4  梁子湖魚類群落功能結(jié)構(gòu)

  在系統(tǒng)闡釋禁漁對(duì)湖泊魚類群落恢復(fù)演替影響的基礎(chǔ)上,本研究提出長江中下游水生生物自然保護(hù)區(qū)需采取更有針對(duì)性的生態(tài)修復(fù)措施,如全面多樣的生境修復(fù),探索恢復(fù)江湖連通,科學(xué)實(shí)施增殖放流,支撐湖泊魚類多樣性、結(jié)構(gòu)、功能及資源量的全面恢復(fù)(圖1)。  

  值得深思的是,梁子湖的魚類群落恢復(fù)需更長時(shí)間,持續(xù)堅(jiān)持實(shí)施禁漁對(duì)魚類多樣性恢復(fù)至關(guān)重要,但依賴人工增殖放流且在湖泊不能自然繁殖的高齡個(gè)體(如鰱、鳙等)應(yīng)適時(shí)起捕,但恢復(fù)生產(chǎn)性捕撈必將產(chǎn)生更大的人為干擾,直接影響魚類群落的恢復(fù),不利于禁捕成果的鞏固。  

  該研究近期以“Direct and indirect effects of a fishing ban on lacustrine fish community do not result in a full recovery”為題在英國生態(tài)學(xué)會(huì)旗下經(jīng)典期刊《Journal of Applied Ecology》上發(fā)表(https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/1365-2664.14491)。 

  該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)等項(xiàng)目的資助。研究工作由水生所與法國圖盧茲第三大學(xué)合作完成。湖北省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳等單位在野外觀測(cè)方面提供了支持。水生所漁業(yè)生態(tài)學(xué)學(xué)科組博士生馮凱為論文的第一作者,王齊東副研究員為通訊作者。 

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