长江中下游湖泊鱼类群落结构特征及江湖阻隔的影响

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历史上长江中下游分布着众多的通江湖泊,这些湖泊与长江干流共同形成独特的“江湖复合生态系统”,具有很高的鱼类物种多样性。上世纪50年代以来,闸坝建设导致大量湖泊失去了与长江干流的连通,也引起长江中下游湖泊鱼类群落发生重大变化。本研究基于1950s以来长江中下游湖泊鱼类调查数据,通过分析通江湖泊与阻隔湖泊鱼类群落分类多样性、系统发育群落结构和功能多样性3个方面的特征,同时比较典型通江湖泊与阻隔湖泊鱼类群落在这3个方面的时间变化规律,探讨江湖阻隔对鱼类群落结构的影响,以期为长江中下游湖泊生物多样性保护及渔业资源科学管理提供支撑。主要结论如下:1.过去数十年长江中下游湖泊鱼类物种丰度呈下降趋势,且阻隔湖泊下降程度更明显。对长江中下游46个湖泊65组数据进行整理,共记录鱼类155种,隶属于11目,25科,85属。过去数十年,典型通江湖泊(鄱阳湖和洞庭湖)和阻隔湖泊(梁子湖、洪湖和洪泽湖)各分类阶元数量均呈下降趋势;阻隔湖泊减少的物种以洄游型鱼类为主,通江湖泊物种减少包括湖泊定居型、河流型和江湖洄游型等鱼类。对所有通江湖泊和阻隔湖泊物种组成差异进行分析,结果表明阻隔湖泊鱼类目、科、属、种数均显著低于(P<0.001)通江湖泊。2.鱼类群落分类多样性分析结果表明,江湖阻隔导致湖泊鱼类分类多样性水平下降,物种分布不均匀,抗干扰能力变差。阻隔湖泊平均分类差异指数(Δ+,74.02±3.09)显著低于(P<0.001)通江湖泊(78.31±0.98),而分类差异变异指数(Λ+,736.89±33.80)显著高于(P=0.002)通江湖泊(697.31±25.53),表明阻隔湖泊物种分布不均匀,稳定性降低,抗干扰能力变差。时间变化规律分析发现,典型通江与阻隔湖泊Δ+值均随时间推移整体呈现下降趋势,Λ+值整体呈现升高趋势;并且阻隔湖泊的Λ+值随阻隔时间增加而大幅上升,Δ+和Λ+值随时间变化多在95%置信区间之外。表明通江湖泊也受到各种扰动影响,导致鱼类资源整体衰退,分类多样性下降,但阻隔湖泊受外界干扰影响更严重,鱼类群落稳定性更差。3.鱼类系统发育群落结构(净亲缘指数NRI和最近亲缘指数NTI)分析结果表明,湖泊鱼类群落构建机制复杂,而江湖阻隔导致湖泊鱼类群落结构更不稳定。在9个通江湖泊中,有3个湖泊的系统发育群落结构聚集,群落形成机制表现为环境过滤作用;有6个湖泊的系统发育群落结构发散,群落形成机制表现为竞争排斥作用。在43个阻隔湖泊中,有13个湖泊的系统发育群落结构聚集,群落构建机制表现为环境过滤作用;有17个湖泊的系统发育群落结构发散,群落构建机制表现为竞争排斥作用;有13个湖泊的NRI和NTI呈现出相反的结果。表明群落构建机制的复杂性,可能受多种因素,如湖泊面积、理化环境及其它支流影响。对典型通江湖泊与阻隔湖泊系统发育群落结构的时间变化进行分析,表明阻隔湖泊群落结构更加不稳定,也进一步说明鱼类群落构建机制的复杂性,需要进行多个影响因素的联合分析。4.鱼类群落功能性状组成分析结果表明,江湖阻隔导致湖泊鱼类功能性状组成趋向同质化,鱼类群落生态位占据程度降低。时间变化分析结果表明,典型通江湖泊和阻隔湖泊中植食性和浮游生物食性鱼类占比呈上升趋势,鱼食性鱼类占比下降,但这种变化在阻隔湖泊中更明显。阻隔湖泊植食性(HERB)和浮游生物食性(PLAN)鱼类占比显著高于(P<0.05)通江湖泊,鱼食性(PISC)鱼类占比显著低于(P<0.05)通江湖泊。可见,江湖连通性丧失导致鱼类物种多样性下降,且功能性状组成更加集中。功能多样性指数分析表明,过去数十年湖泊鱼类群落功能多样性指数呈下降趋势,且阻隔湖泊表现更明显。阻隔湖泊功能丰富度(FRic)显著(P<0.001)低于通江湖泊:典型通江湖泊(鄱阳湖和洞庭湖)的功能丰富度指数(FRic)随时间推移呈下降趋势,功能分散指数(FDis)表现为下先下降再上升的趋势,同时功能均匀度(FEve)也有所下降;阻隔湖泊洪湖和洪泽湖的功能丰富度指数(FRic)随时间推移呈下降趋势,梁子湖、洪湖和洪泽湖功能分散指数(FDis)和功能离散指数(FDiv)随时间推移整体表现为下降趋势。可见,江湖阻隔导致鱼类群落生态位占据程度降低,近缘种聚集,种间竞争激烈,对生态系统资源的利用率降低。5.总体而言,江湖连通对湖泊鱼类多样性及群落稳定性具有重要的生态作用,而江湖阻隔导致鱼类多样性下降,近缘种聚集,功能多样性下降,鱼类群落处于不稳定状态。因此,有必要进行以下方面的保护:恢复长江及其附属湖泊的连通,加强江湖之间生物及物质交流;针对湖泊具体鱼类群落结构特征,投放不同功能群鱼种,调整鱼类群落结构,增加物种多样性;治理湖泊水环境,改善生物栖息地质量。
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