长江十年禁渔初期金沙江鱼类多样性与环境关系的eDNA宏条形码研究

这篇研究采用环境DNA（eDNA）宏条形码技术，首次系统评估了长江十年禁渔初期金沙江流域鱼类多样性及其与环境因子的关联。研究鉴定出61种鱼类（含4种国家保护物种和7种外来入侵种），揭示鲤形目（Cypriniformes）为优势类群（占比65.6%），并通过α多样性分析和主坐标分析（PCoA）证实鱼类群落存在显著时空差异。关键环境因子如水温（WT）、溶解氧（DO）、硝酸盐氮（NO3--N）和总悬浮物（TSS）与多样性显著相关，为禁渔政策效果评估和生态系统管理提供科学依据。

　　

1 引言

作为长江上游关键水域，金沙江流域因过度捕捞和水电开发导致鱼类多样性锐减。研究采用环境DNA（eDNA）宏条形码技术，突破传统捕捞调查的局限性，通过检测水体中游离的鱼类DNA片段（如脱落细胞、排泄物等），实现对稀有物种和入侵种的高灵敏度监测。该技术已成功应用于加拿大五大湖入侵物种监测和挪威水生植物追踪，但其在长江流域的系统应用仍待探索。

2 材料与方法

在金沙江干流设置石鼓（SG）、攀枝花（PZH）、巧家（QJ）和绥江（SJ）4个采样点，于2023年夏秋季采集水样。使用0.45 μm滤膜富集eDNA，通过MiFish-U和AcMDB07两对12S rRNA引物进行PCR扩增，经高通量测序和生物信息学分析（Fastp质控、USEARCH序列拼接、98%相似度OTU聚类）获得物种组成数据。同步测定水温、溶解氧等13项环境指标，采用Spearman相关性和冗余分析（RDA）解析环境驱动因子。

3 结果

3.1 物种组成

共鉴定61种鱼类，隶属5目17科52属。其中鲤形目占比65.6%（40种），其次为鲇形目（16.4%）和鲈形目（14.8%）。国家二级保护动物胭脂鱼（Myxocyprinus asiaticus）和岩原鲤（Procypris rabaudi）被检出，入侵物种齐氏罗非鱼（Coptodon zillii）和尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）呈现广分布特征。秋季物种数（52种）显著高于夏季（35种），25种为共有物种。

3.2 优势种动态

相对序列丰度显示，草鱼（Ctenopharyngodon idella）在所有站点占比最高（达65%），攀枝花站点以草鱼、罗非鱼、鲢（Hypophthalmichthys molitrix）为主，绥江站点则出现大量虾虎鱼（Rhinogobius spp.）和太湖新银鱼（Neosalanx taihuensis）。

3.3 与传统方法对比

与同期渔获调查（68种）相比，eDNA独有检出23种（如短身金沙鳅Jinshaia abbreviata），但漏检了部分裂腹鱼（Schizothorax spp.）。两种方法共同覆盖91种鱼类，证实eDNA对小型和底栖物种检测优势。

3.4 环境驱动

α多样性指数显示绥江站点物种丰富度最高（Chao1指数827.16），主坐标分析（PCoA）揭示群落结构季节性差异显著（R²=0.446）。水温与玛格列夫指数正相关（R=0.469），而总悬浮物呈负相关（R=-0.693）。冗余分析（RDA）表明：草鱼和鲫鱼（Carassius auratus）偏好高温高硝酸盐环境，而长丝裂腹鱼（Schizothorax dolichonema）与高总氮水体关联。

4 讨论

研究证实eDNA技术能有效捕捉禁渔初期的生态响应，尤其对罗非鱼等入侵种的早期预警具有价值。水温驱动的群落分异可能与鱼类繁殖节律相关，而溶解氧的下降可能加剧土著种压力。建议未来整合水文模型与流域尺度变量，深化对水电开发生态效应的评估。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献支持的结论）