鱼和大型甲壳类群落：热带岛屿河流生态监测的关键指标

为解决热带河流受人类干扰后变化情况难以评估的问题，研究人员以留尼汪岛和马约特岛河流为对象，开展基于鱼和大型甲壳类群落的生态指标研究。结果表明这些群落对多种压力敏感，据此提出的多指标指数可评估河流生态状况，对河流管理和保护意义重大。

　　在热带地区，河流生态系统正面临着前所未有的挑战。随着人类活动的加剧，水污染、栖息地退化以及外来物种入侵等问题接踵而至，这些都严重威胁着热带河流的生态平衡，导致物种不断流失，本地生物群落发生重大改变。然而，目前人们对于这些生态系统的运行机制了解十分有限，想要搞清楚热带河流在人类干扰下是如何变化的，成为了生态管理和保护工作中的一大难题 。

在这样的背景下，为了更好地评估热带河流的生态状况，满足欧洲水框架指令（WFD）在海外地区的监测目标，来自国外的研究人员针对留尼汪岛和马约特岛（位于印度洋，属于法国海外领地）的河流展开了深入研究。他们将目光聚焦于河流中的鱼类和大型甲壳类动物群落，试图探究这些生物群落作为生态指标，对于评估河流生态状况的相关性 。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先是生物调查，在留尼汪岛和马约特岛的永久性河流中广泛设置采样点，通过电捕鱼采样来确定鱼类和大型甲壳类动物群落的组成，同时测量样本的相关数据并进行分类和功能群组划分。其次是确定溪流类型，基于鱼类和大型甲壳类动物的丰度数据，利用层次聚类和逻辑广义线性模型（GLM），结合当地地形等水文形态特征，将河流划分为上游和下游两种类型。再者是评估压力梯度，针对连续性改变、城市化和农业压力这三类压力，确定多个评估标准，并运用 TOPSIS 多标准决策分析方法计算压力得分。最后是开发压力特异性指数，通过计算大量候选指标，利用 GLM 筛选出对不同压力有显著响应的指标，经过标准化处理和相关性分析，构建出针对不同压力的多指标指数（MMIs）。

研究结果如下：

1. 响应指标的识别：在 161 个初始指标中，部分因计算条件限制被排除。剩余指标中，多数受生态连续性改变的显著影响，如丰富度和丰度相关指标随连续性破坏而下降，而部分基于大小和均匀度的指标则上升。城市化和农业压力对指标的影响较为复杂，正负效应均有。
2. 指标组合的选择：构建的 MMIs 包含 4 - 9 个指标，不同压力类型和河流类型的指标组合有所差异。如连续性改变指标（MMI_CONT）包含多个反映生态连续性的核心指标；农业压力指标（MMI_AGRI）中，岛屿和河流类型特异性指标较多；城市化压力指标（MMI_URB）则体现了城市压力下生物多样性的变化。
3. 多指标指数的验证：MMIs 在训练数据集上与压力得分显著相关，但在验证数据集中，部分指标在马约特岛河流上的相关性不显著。不过，MMI_CONT与连续性改变得分的相关性较强，且各 MMI 与目标压力的相关性高于其他压力类别。

研究结论和讨论部分指出，鱼类和大型甲壳类动物群落对研究的三种压力均敏感，但对生态连续性改变的响应更为一致。生态连续性的破坏会导致群落丰富度和丰度下降，个体大小和均匀度改变，而土地利用变化（城市化和农业压力）的影响则更为复杂，部分物种能够在干扰下生存甚至繁荣，而部分物种则会减少。

研究提出的压力特异性多指标指数构建方法具有创新性，通过最大化岛屿间和岛屿内的共同指标，同时保留河流类型特异性指标，提高了指数的稳健性和可比性。不过，部分指数在验证时存在局限性，相比之下，MMI_CONT更能可靠地反映生态连续性的干扰，建议优先使用该指标评估生态连续性。研究还发现，在热带岛屿河流中，鱼类和大型甲壳类动物适合用于评估生态连续性，而硅藻和无脊椎动物对水质变化更敏感，可作为补充指标。

该研究成果发表在《Ecological Indicators》上，其意义重大。一方面，研究结果为热带岛屿河流生态系统的管理和保护提供了科学依据，有助于确定需要保护的区域和制定针对性的保护策略；另一方面，研究提出的方法和结论可以推广到其他热带岛屿河流，甚至其他类型的水体和生物地理区域，为全球范围内的河流生态监测和评估提供了重要参考 。