根据物候学数据预测的河口鱼类及其猎物的衰退风险表明,未来可能出现营养级不匹配的情况
《Ecological Applications》:Phenology-informed decline risk of estuarine fishes and their prey suggests potential for future trophic mismatches
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时间:2025年11月13日
来源:Ecological Applications 4.3
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种群存活分析揭示旧金山湾鱼类与浮游生物的潜在风险分化及区域差异,基于1995-2023年月度数据构建马尔可夫自回归模型,发现鱼类在10年内风险积累速率显著高于浮游生物,尤其在盐度较高的圣帕布利奥湾风险分化最明显,需加强跨营养级精细时间尺度的保护评估。
本研究聚焦于对加利福尼亚湾三角洲生态系统中年龄为0的鱼类(即幼年鱼类)及其潜在浮游动物猎物的生存风险评估。随着全球气候变化对生物多样性保护和管理带来的挑战,研究者们逐渐意识到传统的单一物种评估方法在面对复杂的生态系统动态时存在局限性。过去,人们通常将生存风险评估集中在物种的年度尺度上,而忽略了物种在更精细时间尺度上的变化。本研究采用基于时间序列的种群生存性分析(PVA)方法,对不同月份的鱼类和浮游动物种群进行分析,从而揭示潜在的生态风险。
湾三角洲是一个生态多样性丰富的区域,其生物生产力可以与热带雨林和珊瑚礁相媲美。然而,由于其独特的过渡性质,该生态系统对环境变化极为敏感。近年来,湾三角洲经历了水温持续上升和长期干旱导致的淡水输入减少,进而增加了上部区域的盐度水平。这些环境变化对浮游动物群落产生了显著影响,例如亚洲蛤类的入侵导致浮游动物数量急剧下降,从而改变了以浮游动物为食的鱼类的饮食结构。这种变化可能引发整个食物链的崩溃,特别是在鱼类的幼年阶段,它们对环境条件的变化尤为敏感,因此了解这些变化对它们的生存风险至关重要。
研究采用了多变量自回归(MAR)模型来分析鱼类和浮游动物的长期趋势及波动情况。通过将时间序列数据按月份分割,研究人员能够更细致地分析不同时间段内的生存风险。结果显示,超过一半的鱼类种群(56.8%)显示出负增长趋势,这表明这些物种在未来可能会面临较高的生存风险。值得注意的是,尽管鱼类的总体生存风险相对平衡,但在未来十年内,鱼类的生存风险似乎会比其猎物更快积累,这可能意味着生态系统的潜在不稳定性。
研究还发现,鱼类和浮游动物在高丰度时期所面临的生存风险可能有所不同,而这种差异可能在某些区域更为明显。例如,San Pablo Bay作为一个高盐度区域,其鱼类和浮游动物的生存风险差异显著。这表明,特定的环境条件可能在某些局部区域对生态系统的稳定性产生更大的影响。此外,浮游动物的生存风险不确定性高于鱼类,这可能是由于它们的快速繁殖周期和种群波动特性所致。
本研究的意义在于,它强调了在评估生存风险时,考虑更精细的时间尺度和跨营养级的动态变化的重要性。传统的年度评估方法可能无法捕捉到这些细微的变化,从而导致对生态系统脆弱性的低估。通过采用基于时间序列的方法,研究者能够更准确地预测未来的生态风险,并为制定更有效的保护策略提供依据。研究结果不仅适用于湾三角洲,还为其他具有类似长期数据集的河口生态系统提供了可借鉴的方法。
本研究的局限性在于,它假设季节性模式在年际间保持一致,这在实际中可能并不完全成立。此外,生存风险的计算未考虑观测误差,这可能导致结果的高估。尽管如此,这些模型仍为理解生态系统的动态变化提供了有价值的视角。研究还指出,由于浮游动物和鱼类之间的直接生物相互作用难以准确估计,采用间接方法来评估风险仍有一定的意义。未来的研究应进一步探索鱼类的具体捕食偏好和浮游动物的脆弱性,以更精确地预测和应对生态系统的潜在变化。
总体而言,本研究揭示了全球气候变化对河口生态系统中种群动态和生态关系的影响。它强调了在进行生态风险评估时,必须考虑更精细的时间尺度和跨营养级的相互作用,以便更好地理解生态系统的脆弱性,并为保护受威胁的物种提供科学依据。通过这种更全面的分析方法,研究者可以更有效地应对气候变化带来的生态挑战,为生态系统的可持续管理和保护提供支持。
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