环境DNA揭示瓦登海沿岸鱼类群落空间变异性的生态学研究

本研究通过环境DNA(eDNA)技术，首次在荷兰瓦登海8个位点开展全年月度采样，解决了传统渔业调查中因年份差异和捕捞工具选择性导致的偏差问题。研究鉴定出40种鱼类和8个类群，发现核心物种（如鲱鱼、鳕鱼）广泛分布，而稀有物种（如虾虎鱼）的时空分布受水文地貌特征影响显著，为海岸带生态系统管理提供了分子水平的科学依据。

　　

瓦登海作为欧洲最大的温带河口系统，其鱼类群落的时空动态一直是生态学研究热点。传统研究依赖拖网、刺网等捕捞工具，但不同年份、不同设备的调查结果难以直接比较。更棘手的是，这些方法对小型鱼类和幼体的捕获效率低，且无法反映瞬时物种的真实分布。荷兰皇家海洋研究所等机构的研究团队创新性地采用环境DNA(eDNA)技术，在2018-2019年对6个潮汐盆地的8个位点进行系统性采样，首次实现了全流域尺度鱼类群落的标准化监测。

研究采用eDNA宏条形码技术(metabarcoding)，每月高潮前2小时采集水样，通过12S rRNA基因测序分析。重点对比了受淡水输入影响的Marsdiep盆地与Ems盆地，并设置双采样点验证流域内变异。技术流程包括：0.45μm滤膜捕获DNA、引物设计（12S-V5区）、Illumina双端测序，以及严格的生物信息学质量控制（如去除嵌合体序列）。

Sampling部分显示，研究覆盖了从西部Texel入口到东部Ems河口的梯度，包括受IJssel湖淡水输入显著影响的Marsdiep和Vlie盆地。Results揭示：1）共获得1820万条有效序列，鉴定出48个分类单元；2）核心物种如大西洋鲱(Clupea harengus)和欧洲鳎(Pleuronectes platessa)在所有位点全年存在；3）虾虎鱼科(Gobiidae)等30种仅在特定位点零星出现，如沙虾虎鱼(Pomatoschistus minutus)集中分布于东部淤泥质区域。

Discussion指出：1）eDNA浓度与邻近刺网捕获量呈正相关，验证了方法的可靠性；2）空间变异主要源于潮汐通道宽度（如Vlie盆地达4km）和沉积类型的差异，例如砂质底质更利于比目鱼(Pleuronectidae)栖息；3）淡水输入导致Marsdiep盆地的欧白鲑(Coregonus lavaretus)DNA信号显著。该研究证实了瓦登海并非均质生态系统，而是由多个具有独特鱼类组合的微生境镶嵌构成。

这项发表于《Estuarine, Coastal and Shelf Science》的研究，为海岸带生物多样性监测提供了新范式。其创新性体现在：1）克服了传统渔业调查的选择性偏差；2）揭示了水文地貌驱动下的微尺度生态分异；3）建立的eDNA数据库可作为气候变化影响的基准线。研究结果对欧盟海洋战略框架指令(MSFD)的实施具有直接指导价值，特别是为跨行政区的瓦登海生态系统管理提供了分子证据基础。