气候变化对亚马逊盆地食果鱼类地理分布的潜在影响：基于生态位模型的皮拉匹廷加鱼（Piaractus brachypomus）预测研究

《Hydrobiologia》：The effects of climate change on the potential distribution of a frugivorous fish in the Amazon basin

本研究针对气候变暖与碳排放加剧对亚马逊流域关键水生生物多样性的威胁，以具有重要生态与经济价值的食果鱼类——皮拉匹廷加（Piaractus brachypomus）为对象，通过集成多种生态位模型（ENM），系统预测其在当前及未来（2050与2090年）不同碳排放情景（SSP2-4.5与SSP5-8.5）下的潜在分布变化。结果表明，当前亚马逊流域中西部为主要适宜区，但至2090年悲观情景下，Branco、Negro等子流域适宜面积将萎缩超90%，而西南部河流可能成为气候避难所。该研究为制定跨区域保护策略、维护鱼类资源与森林—水体生态连锁功能提供了科学依据。

　　

在全球气候变化加剧的背景下，淡水生物多样性正面临前所未有的威胁。作为世界上最大的河流系统，亚马逊流域不仅承载着惊人的物种丰富度，还维系着独特的生态过程与人类生计。其中，鱼类在维持水生生态系统功能与流域居民蛋白质供给方面发挥着关键作用。然而，随着气温上升、降水模式改变以及极端气候事件频发，依赖特定水温与水文周期完成生命周期的鱼类首当其冲。尤其是像皮拉匹廷加（Piaractus brachypomus）这类具有长距离迁移习性、以果实为食的鱼类，其繁殖成功与栖息地可利用性紧密关联于洪泛周期与温度节律，一旦气候条件越过其耐受阈值，种群生存与生态角色将面临严峻挑战。

为系统评估气候变化对这一重要物种的潜在影响，由Ana Carolina Farias de Oliveira领衔的研究团队在《Hydrobiologia》上发表了题为“气候变化对亚马逊盆地一种食果鱼类潜在分布的影响”的研究论文。该研究基于亚马逊鱼类数据库（AmazonFISH）中筛选出的162个有效分布点，结合WorldClim提供的19个生物气候变量（BIO1–BIO19）与HydroSHEDS数据库中的水文参数，运用五种算法（GLM、GAM、FDA、SVM、MaxLike）开展集成预测（ensemble forecasting），构建了当前与未来（2050、2090年）两种共享社会经济路径（SSP2-4.5中排放情景与SSP5-8.5高排放情景）下的物种分布模型。

研究采用交叉验证与AUC（Area Under the Curve）评估模型性能，共识模型（consensus model）的平均AUC达0.94±0.02，表现出极高的预测准确性。通过设置阈值将连续适宜性结果转化为二值分布图，研究人员进一步量化了各子流域在当前与未来时期的适宜面积变化、稳定区域、新增与丧失范围。

主要技术方法概述

研究整合多源环境数据与物种分布信息，运用生态位建模（Ecological Niche Modeling, ENM）框架，通过变量筛选（VIF方差膨胀因子控制多重共线性）、伪缺失点生成（基于表面范围包络面采样）与多算法集成（包括回归类、分类与机器学习方法），实现对物种当前与未来分布的高精度空间预测。模型校准采用K折交叉验证（K=4），重复40次以提升稳健性，最终基于多数共识规则生成分布图，并分析各时期、各情景下的面积动态。

研究结果

当前分布格局与高适宜区识别

研究显示，当前亚马逊流域广泛存在适宜皮拉匹廷加生存的环境条件，尤其以西南部与中部亚马逊地区适宜性最高。Caquetá河（哥伦比亚）、Putumayo河（哥伦比亚—秘鲁边界）、Ucayali河、Mara?ón河（秘鲁北部）、Madre de Dios河（玻利维亚）以及Negro河、Japurá河、Branco河北部流域与Madeira河、Purus河、Tapajós河南部河段（巴西中亚马逊）均显示出较高的气候适宜性。

未来分布变化与收缩热点

未来预测一致表明，皮拉匹廷加的适宜面积将在整个亚马逊流域呈现缩减趋势。至2050年，即使在中等排放情景下，北部与南部部分河流的适宜区已开始减少，西南部地区仍保持较高适宜性。到2090年，尤其在SSP5-8.5高排放情景下，损失加剧，Branco、Japurá、Mamoré、Negro与Purus等子流域的适宜面积预计将萎缩超过90%，成为分布收缩的热点区域。相比之下，亚马逊河干流及西南部与中部部分河流（如Beni、Javari/Jaruá、Madeira、Mara?ón与Tapajós子流域）可能在世纪末仍保持相对稳定的适宜条件，成为该物种的重要“气候避难所”。

子流域尺度变化分析

在分析的19个子流域中，有11个在2050年与2090年（仅中等情景）仍能维持一定的适宜面积。然而，Branco、Negro与Mamoré子流域预计将丧失约60%的当前适宜区。新增适宜区主要出现在Xingu子流域（2050年中、高排放情景及2090年中等情景），另在Foz do Amazonas、Japurá、Napo、Putumayo与Ucayali子流域也有零星增益，但增益面积远小于损失面积。

讨论与结论

本研究通过高精度的生态位模型预测，揭示了气候变化将对亚马逊流域重要食果鱼类皮拉匹廷加的地理分布产生深远影响。尽管该物种目前分布广泛，但未来，尤其是在高排放情景下，其适宜生境将显著收缩，北部与南部多个子流域的种群面临高度流失风险。这种分布变化不仅源于温度升高直接挑战热带鱼类的生理上限，更与降水格局改变、干旱期延长导致的洪泛森林面积缩减密切相关——后者直接影响到皮拉庇廷加的关键觅食与繁殖行为。

作为有效的种子传播者，皮拉匹廷加的种群衰退可能引发连锁生态效应，影响河岸森林的植物组成与多样性，尤其在东南部“毁林弧”区域，森林恢复力本已脆弱，鱼类数量下降可能进一步削弱生态系统的韧性。此外，该物种是当地重要的商业捕捞与养殖对象，其资源量减少将直接威胁流域内依赖渔业资源的社区生计。

研究指出，尽管悲观情景下损失显著，但中等排放路径下多数子流域仍能保留部分气候稳定区，这凸显了实现《巴黎协定》控温目标对缓解生物多样性丧失的紧迫性。亚马逊河干流及西南部子流域所展现的气候韧性提示，应将它们作为优先保护区域，通过维持河流连通性、控制水坝建设、减少流域退化压力等综合措施，提升物种对未来气候变化的适应能力。

最终，作者强调，针对皮拉匹廷加的保护策略必须超越国界，依赖亚马逊流域国家间的协同治理，共同应对气候挑战与人类活动叠加影响。只有通过跨区域生态保护网络、可持续资源管理与强化气候减缓行动，才能维系这一关键鱼类的生态功能与其所支撑的社会经济体系，确保亚马逊水生生物多样性在气候变化背景下的长期存续。