南美海滩楔形蛤蜊(Donax hanleyanus)幼体连通性:区域海洋学与气候变化的影响

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Estuarine, Coastal and Shelf Science 2.6

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  为探究区域海洋学和气候变化对南美海滩楔形蛤蜊(Donax hanleyanus)幼体连通性的影响,研究人员利用个体模型(IBM)评估其 2000 - 2012 年的幼体连通性。结果发现其自繁殖潜力高,RdlP 河口限制幼体南扩。该研究为理解其种群动态提供依据。

  
在神秘的海洋世界里,海洋生物的繁衍与生存一直是科学家们热衷探索的领域。对于那些生活在海边的生物来说,幼体的扩散过程就像是一场充满未知的冒险,关乎着它们种群的兴衰。长久以来,人们认为海洋中具有浮游幼体的沿海物种,其种群在数量统计上是开放且高度连通的,毕竟这些幼体能够借助洋流在广阔的海洋中穿梭。但事实真的如此吗?随着研究的深入,越来越多的发现开始挑战这一传统认知。比如,原本被认为能广泛扩散的沿海贻贝幼体,实际上可能只在距离出生地 20 - 30 千米的范围内活动。

在南美大西洋沿岸的沙滩上,楔形蛤蜊(Donax hanleyanus)是一种常见的生物。它的分布范围从巴西延伸至阿根廷,跨越了 20 多个纬度。然而,它的生存并非一帆风顺。一方面,Rio de la Plata(RdlP)河口宛如一道天然屏障,限制了其幼体向南扩散的脚步;另一方面,这片海域正处于全球海洋变暖的热点区域,海表温度(SST)不断上升,这无疑给楔形蛤蜊的生存和繁衍带来了巨大挑战。面对这些复杂的环境变化,楔形蛤蜊的幼体连通性会受到怎样的影响呢?这成了亟待解决的科学问题。

为了揭开这个谜团,来自国外的研究人员展开了一项深入研究。他们通过构建个体模型(IBM),将 3D 水动力模型与考虑幼体因低盐度(<7 和 < 9)以及海表温度异常(高> 30°C 或低 < 9°C)导致死亡率的生物子模型相结合,对 2000 - 2012 年间楔形蛤蜊的幼体连通性模式进行评估。最终,研究人员收获了一系列重要成果,相关论文发表在《Estuarine, Coastal and Shelf Science》上。

在研究方法上,研究人员主要运用了两种关键技术。一是建立个体模型(IBM),这一模型整合了 3D 水动力模型和生物子模型,能够综合考虑多种环境因素对幼体的影响;二是基于 IBM 和成年个体丰度数据,来识别楔形蛤蜊集合种群内的潜在源区和汇区。

研究结果方面:

  • 幼体连通性模式:在附近的释放 / 补充区域之间观测到了幼体连通性,例如从释放区域 1 到补充区域 2,反之亦然。然而,在 1 月 1 日和 11 月释放的幼体,没有向物种分布南端的区域 9 进行运输。1 月 8 日和 11 月从释放区域 8 向区域 9 的幼体连通性概率也较低。这表明,楔形蛤蜊的幼体连通性主要集中在附近区域,具有较高的自繁殖潜力。
  • 源区和汇区的识别:基于 IBM 和成年个体丰度数据,确定了可能的源区和汇区。巴西的 Navegantes 和 Cassino(从 26.3°S 到 34.34°S)、乌拉圭的 Arachania(34.56°S)以及阿根廷的 Santa Teresita(37.15°S)为主要的源海滩区域。而位于物种分布边缘的汇种群,其幼体向极地运输的概率较低,呈现出不规则的补充模式。
  • 环境因素的影响:海表温度(SST)并未改变幼体连通性模式。由于幼体释放发生在南半球的晚春和夏季,在幼体浮游阶段(PDL),低温阈值 9°C 不会达到,从而不会导致幼体死亡;高温阈值虽可能影响北部海滩(1 和 2),但整体上对连通性模式影响不大。此外,盐度导致的幼体死亡率对该亚热带物种的连通性模式也未产生显著影响。不过,研究发现,只有在 2011 年强拉尼娜事件期间,伴随着低河流量和强烈的西南向表面流,幼体才有可能跨越 RdlP 河口从乌拉圭海滩向南运输到阿根廷海滩。

在研究结论和讨论部分,研究人员指出,海表温度(SST)对亚热带楔形蛤蜊的主要连通性模式没有显著影响,RdlP 河口确实是限制大规模连通性模式的强大生物地理屏障。从长期来看,连通性跨越 RdlP 河口仅在 2011 年强拉尼娜事件期间才得以实现。考虑到未来气候变化,极端拉尼娜事件可能增加,南大西洋大气环流模式可能向极地移动,研究人员预测,未来幼体跨越 RdlP 河口的运输将加强,楔形蛤蜊的分布范围也可能向极地扩展。

这项研究意义重大。它不仅帮助我们更深入地了解了楔形蛤蜊的幼体连通性和种群动态,还为预测海洋生物在气候变化下的响应提供了重要参考。同时,也为保护和管理沿海生态系统提供了科学依据,有助于我们制定更加合理的保护策略,维护海洋生物的多样性和生态平衡。

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