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长江河口三疣梭子蟹资源时空分布特征及其与环境因子的关系
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月13日 来源:Marine Environmental Research 3.0
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本研究针对长江河口优势种三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)资源分布动态与环境因子的复杂关系,采用广义可加模型(GAM)分析了2022-2024年调查数据。研究发现:不同季节关键环境驱动因子存在显著差异(春季Lot/DO/pH解释偏差88.6%,夏季DO解释偏差86.6%,秋季SBS/水深解释偏差98.3%),揭示了资源分布与环境因子间的线性/非线性/多峰非线性关系,为长江禁渔期后蟹类资源恢复与管理提供了科学依据。
长江河口作为东亚重要的生态过渡带,其独特的淡水-海水交汇环境孕育了丰富的渔业资源。然而近年来,水利工程建设、栖息地破坏和过度捕捞导致该区域生物群落结构剧变——大型高营养级鱼类资源衰退,小型无脊椎动物如三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)逐渐成为优势种。这种体长可达20cm的短距离洄游蟹类,在底栖生态系统中占据关键生态位,其种群动态直接影响河口食物网稳定性。2020年长江十年禁渔政策实施后,厘清环境因子如何驱动蟹类资源分布,对制定科学的资源恢复策略具有迫切意义。
中国水产科学研究院东海水产研究所的研究团队在《Marine Environmental Research》发表的最新研究中,通过2022年8月至2024年5月连续8个季度的渔业资源调查,采集了长江河口0-30‰盐度梯度下的三疣梭子蟹丰度数据。研究采用广义可加模型(Generalized Additive Model, GAM)这一能处理非线性关系的先进统计工具,结合方差膨胀因子(VIF)筛选法,系统分析了水温(SBT)、底盐(SBS)、溶解氧(DO)等12项环境参数的季节性影响。
数据来源
研究团队基于长江河口水文特征布设调查站点,使用标准化拖网在固定站点进行采样。通过测量每个站点的环境参数(如使用CTD仪记录水深、盐度, Winkler法测定DO),建立了包含时空坐标和环境变量的综合数据库。
模型筛选
采用VIF>5的阈值进行变量筛选时,优先保留具有生态学意义的参数:春季剔除海底温度(SBT),夏季剔除底盐(SBS),秋季同时保留溶解氧(DO)和底盐(SBS)。这种处理既避免了多重共线性,又确保了模型的生态解释力。
GAM结果分析
模型显示三疣梭子蟹丰度呈现显著季节异质性:夏季(均数0.74)>春季(0.63)>秋季(0.94)。环境因子作用形式多样:春季Lot(捕捞努力量)与丰度呈线性正相关,DO和pH通过平滑函数产生阈值效应;夏季仅DO表现出单调递增关系;秋季底盐(SBS)与丰度呈现明显的双峰曲线,表明该物种对盐度变化存在最适区间。
结论
该研究首次量化了禁渔政策实施后长江河口三疣梭子蟹资源分布的驱动机制:1)不同季节主导环境因子存在显著更替,反映物种对环境变化的适应性策略;2)非线性关系占主导(占显著因子的67%),特别是秋季底盐的双峰响应颠覆了传统线性认知;3)北部水域的高丰度区与长江冲淡水路径高度吻合。这些发现为制定差异化的季节管理策略(如春季控制Lot、夏季维持DO>5mg/L、秋季保护15-25‰盐度栖息地)提供了直接依据,对实现"生态优先"的长江大保护战略具有重要实践价值。
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