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为探究大坝建设对山区河流鱼类种群的影响，研究人员以贵州独柳江为对象，利用环境 DNA（eDNA）测序技术监测鱼类群落。结果发现鱼类群落结构存在时空差异，大坝建设改变了鱼类分布。该研究为保护水生生物多样性提供了重要依据。
在大自然的水系中，河流宛如灵动的脉络，滋养着无数生命。其中，鱼类作为水生生态系统的重要成员，对维持生态平衡起着关键作用。然而，随着人类活动的加剧，大坝的建设在带来诸多便利的同时，也给河流生态系统带来了巨大挑战。大坝改变了河流的水文条件，破坏了鱼类的栖息地，阻断了它们的洄游路线，导致鱼类群落结构发生变化，生物多样性面临威胁。为了深入了解大坝建设对鱼类群落的影响，保护水生生物多样性，贵州大学动物科学学院等研究机构的研究人员开展了一项关于独柳江大坝建设对鱼类群落时空变化影响的研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员为了开展此项研究，运用了多种关键技术方法。在样本采集方面，于 2021 年 11 月和 2022 年 6 月在独柳江流域的多个位点采集水样，涵盖了不同的生态环境区域。在实验分析阶段，利用环境 DNA（eDNA）技术，通过采集鱼类的皮肤细胞、黏液、粪便等释放到水中的 DNA，对鱼类种群进行识别和量化 。同时结合 PCR 扩增技术，以线粒体基因 12S rRNA 为扩增目标，对样本中的 DNA 进行扩增，进而进行测序分析。此外，还运用了多种数据分析方法，如利用多种指数进行 Alpha 多样性分析，通过主坐标分析（PCoA）和非度量多维尺度分析（NMDS）等进行 Beta 多样性分析，以探究鱼类群落的时空变化特征。
研究结果
- 序列和 OTUs 信息：通过对采集水样的 eDNA 进行高通量测序，发现旱季的序列读数显著高于雨季（P<0.05），但雨季的可操作分类单元（OTU）丰富度更高。对不同季节的样本按照栖息地和水文特征分组分析后，发现组内序列读数无显著差异（P>0.05）。这表明不同季节的环境条件对 eDNA 的富集和测序结果产生了明显影响。
- 鱼类物种对比：将 eDNA 测序结果与历史记录对比，旱季共检测到 69 种鱼类，仅 23 种与历史记录匹配，新增 46 种外来鱼类，主要为鲤形目（Cypriniformes）。雨季检测到 82 种鱼类，新增 44 种，鲤形目在两个季节均占主导地位。这显示大坝建设改变了独柳江的鱼类物种组成，引入了新物种，可能对原有生态系统造成影响。
- 河流断面间鱼类群落差异：利用 PCoA 分析不同季节河流断面的鱼类群落结构，旱季时不同组间差异明显，PC1 解释了 65.2% 的变异，SR 组和 DF 组在分布上有显著距离差距。雨季时 PC1 占比 83.65%，cj 河段与其他河段差异显著。此外，不同组的鱼类群落结构在优势物种和多样性指数上也存在差异。这说明大坝建设导致了河流不同断面鱼类群落结构的空间异质性。
- 干湿季鱼类群落差异：通过多种多样性指数分析发现，Chao1 和 Observed_species 指数在季节分析中有显著差异（P<0.05），而 Pielou_J、Shannon 和 Simpson 指数差异不显著（P>0.05）。不同采样点在干湿季的鱼类群落存在显著差异，PCoA 分析显示干湿季采样点的聚类分布不同。这表明独柳江流域鱼类群落结构存在明显的季节性变化。
研究结论与讨论
研究表明，eDNA 技术能有效监测鱼类群落，丰富了历史监测数据，检测到多种新物种。独柳江鱼类群落结构存在时空差异，雨季鱼类多样性更高，且不同季节优势物种不同。大坝建设对山区河流生态系统产生了多方面影响，改变了鱼类的生活空间和群落结构，导致一些适应流水环境的鱼类减少，适应静水或缓流的鱼类增加。同时，大坝建设还影响了河流的水文特征、生物多样性分布等。基于此，研究人员提出建立自然保护区、增加物种多样性、执行禁渔规定和建立物种多样性数据库等保护建议。
这项研究对于深入理解大坝建设对山区河流鱼类群落的影响具有重要意义。它揭示了大坝建设后鱼类群落的时空变化规律，为评估大坝对生态系统的影响提供了科学依据，有助于制定针对性的保护策略，对维护水生生物多样性、保护河流生态系统的稳定和健康发展具有积极的推动作用，为后续的生态保护和管理工作提供了重要参考。
