水稻生态系统中鱼类群落时空演替特征及其生态意义

《Environmental Biology of Fishes》:Shifts in fish assemblages in paddy ecosystem: a study of space and time

【字体: 时间:2025年11月28日 来源:Environmental Biology of Fishes 1.8

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  为破解“临时湿地”水稻田如何塑造淡水鱼类群落这一难题,作者以马来西亚槟城两熟制稻田为模型,系统追踪26种鱼在3个生育期、4类生境的动态。结果揭示AvTD稳定而nMDS显著分群,ANOSIM(R=1)证实阶段与生境差异极显著,黑鱼(Anabas testudineus等)与白鱼(Esomus metallicus等)共同驱动相似性。研究为稻田生物多样性保育与灌溉系统优化提供直接科学依据。

  
在热带东南亚,稻田既是粮仓,也是“季节性人工湿地”。然而人们对这片水-旱交替舞台上淡水鱼如何“你方唱罢我登场”却知之甚少:水位涨落、沟渠疏浚、闸门启闭会不会把鱼类逼向绝路?稻田究竟只是“过客驿站”还是能维持区域多样性?为回答这些疑问,Mohamad Aqmal‐Naser与Amirrudin B. Ahmad以马来西亚槟城Kubang Semang灌区两熟制稻田为天然实验室,连续追踪2014-2016年两季水稻生育周期,在《Environmental Biology of Fishes》发表最新研究,揭示稻田鱼类群落的时空分异规律与关键驱动因子,为“农业-生物多样性”双赢提供实证底图。
研究采用4项关键技术:①按生育期(vegetative、reproductive、ripening)与4类生境(主河道、混凝土渠、土沟、排洪沟)设26次现场采样,用抛网、手抄网与刺网定量采集鱼类;②以形态-分类学鉴定并建立物种矩阵,计算平均分类差异度(AvTD)评估谱系离散程度;③基于Bray-Curtis相似矩阵进行3D非度量多维尺度分析(nMDS)与层级聚类,可视化群落格局;④用ANOSIM与SIMPER分别检验阶段/生境差异显著性并解析关键贡献种。
物种丰富度与群落格局
总计记录26种鱼,隶属14科。 ripening阶段物种数最高(25种),vegetative最低(14种);排洪沟vegetative期仅4种,而主河道ripening期达18种。AvTD分析显示各阶段与 habitats 数据点均落在95%置信漏斗内,提示谱系组成总体稳定,但第一季节主河道ripening期点超出漏斗,出现显著谱系偏移。
nMDS与ANOSIM结果
3D nMDS应力值0.01-0.07,表明排序可靠。群落按生育期明显分为三大簇,按生境则四簇分明。Two-way ANOSIM显示阶段间R=1.0,生境间R=1.0,均达极显著差异,证实水位梯度与栖息地类型共同过滤群落。
SIMPER解析关键种
阶段相似性由“黑鱼”Anabas testudineus(19.36%-19.88%)与“白鱼”Esomus metallicus(14.56%-15.18%)及Barbodes binotatus共同驱动;生境相似性中Esomus metallicus对渠-沟、沟-排洪沟对的贡献分别达22.15%与28.05%,为跨生境“连接种”。
讨论与结论
研究表明稻田水位“先稳后降”创造了aquatic-terrestrial交替生态过滤器,黑鱼凭耐低氧与陆地爬行能力留守,白鱼则沿灌溉网络迁徙,二者互补维持群落相似性。主河道作为唯一常年水体,在ripening期充当多样性“最后避难所”,凸显维持水系连通性的保育价值。论文呼吁:在硬化渠系改造中应保留自然浅滩与植被,避免加深或笔直化斩断鱼类洄游;同时慎重推广“集水坑”做法,以免占用耕地且效果有限。该研究首次用3D nMDS揭示稻田鱼类多维群落结构,为热带农业景观中湿地生物多样性管理与可持续灌溉设计提供了可量化的科学依据。
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