中国南水北调东线工程水域鱼类群落的随机组装过程及其生态风险研究

为解决跨流域调水工程(IBWT)对鱼类群落的影响机制不明问题，研究人员采用环境DNA(eDNA)宏条形码技术，对南水北调东线工程沿线水域（洪泽湖、南四湖和双王城水库）的鱼类物种组成、群落结构和组装过程展开研究。结果显示：调水导致小型广适性鱼类扩散，引发群落同质化；环境过滤主导群落组装，但年复调水扰动加剧随机性过程。该研究为评估大型调水工程生态风险提供了理论依据。

　　

随着全球气候变化加剧水资源分布不均，跨流域调水工程(Inter-basin water transfer projects, IBWT)成为缓解区域水资源短缺的重要手段。中国南水北调工程作为全球规模最大的调水项目，其东线工程通过人工运河串联长江下游与五大自然湖泊，在解决华北地区水资源危机的同时，也引发了生物入侵、群落同质化和生态系统不稳定等生态问题。尤其值得关注的是，调水工程对鱼类群落的深远影响——从物种组成、多样性到繁殖活动均发生显著改变，但驱动这些变化的机制尚不明确。在这一背景下，中国西南大学的研究团队在《Global Ecology and Conservation》发表论文，首次从群落组装机制视角揭示了调水工程对鱼类群落的生态风险。

研究团队采用环境DNA(eDNA)宏条形码技术，对东线工程三个关键水域（洪泽湖、南四湖和终端双王城水库）进行季节性采样（2021年11月、2022年2月和7月），通过分析1,610,564条OTUs（操作分类单元）和53种鱼类数据，结合历史记录比较，运用系统发育指数（NRI和NTI）解析群落组装机制。

3.1 物种组成
研究检测到53种鱼类，其中鲤形目(Cypriniformes)占比71.7%。与20年前相比，洪泽湖和南四湖的鱼类物种数从84种降至73种，洄游性和污染敏感类群（如日本鳗鲡Anguilla japonica）显著减少。双王城水库检测到48种鱼类，其中90%与调水输入物种重叠，证实调水是鱼类跨流域扩散的主要驱动力。

3.2 群落结构
多样性指数（Chao1、Shannon-Wiener和Pielou均匀度）在7月达到峰值，ANOSIM分析显示月份间群落差异显著（R=0.59）。SIMPER分析表明，广适性鱼类（如鲫Carassius auratus）是造成季节差异的主要贡献者。NMDS排序显示调水后群落趋同，印证了"生物同质化"效应。

3.3 群落组装
系统发育分析显示NRI和NTI值均在零模型置信区间内（-1.96至1.96），表明鱼类群落呈随机组装模式。但环境过滤作用仍占主导——小型、广适性鱼类（如短颌鲚Coilia brachygnathus）更易通过调水扩散并定殖。值得注意的是，每年11月至次年5月的调水期扰动，打破了环境过滤的确定性过程，导致组装随机性增强。

这项研究创新性地提出：跨流域调水通过"促进扩散"机制重塑鱼类群落，而环境过滤与年复调水扰动的交互作用，决定了群落响应模式。研究揭示了随机组装过程隐含的高生态风险——当群落丧失确定性调控时，其应对环境变化的可预测性降低。这一发现为优化调水工程生态调度（如设置生态隔离屏障、调控调水周期）提供了科学依据。在全球气候变化推动更多调水项目实施的背景下，该研究强调需将"重复扰动效应"纳入生态影响评估体系，为协调水资源开发与生物多样性保护提供了新思路。