《Marine Environmental Research》：Local environmental changes boost predation risk in forage fish: application to the sand lance in the eastern Seto Inland Sea
编辑推荐：
本研究针对濑户内海东部贫营养化水域中玉筋鱼生物量锐减问题，通过分析30年捕捞数据并结合实验室实验，揭示了升温驱动捕食者分布变化会通过增加相遇频率而提升玉筋鱼的捕食风险。该研究为理解气候变化下海洋生态系统营养级联效应提供了关键证据。
在气候变化与人类活动的双重压力下，海洋生态系统正经历着深刻变革。作为日本最大半封闭性海域的濑户内海，在过去40年间底层水温上升2°C，同时营养盐削减政策导致水体贫营养化。在这双重夹击下，作为关键饵料鱼的玉筋鱼生物量近几十年持续下降，特别是在2017年后出现断崖式下跌。虽然先前研究多将矛头指向饵料短缺导致的底部上行效应，但这一传统观点难以解释近年来的急剧衰退。更令人困惑的是，在玉筋鱼资源萎缩的同时，其天敌鱼类如红鳍笛鲷和日本马鲛的渔获量却逆势上升。这种反常现象暗示着捕食压力可能在其中扮演重要角色，但相关机制尚未明晰。
为解开这一生态谜题，广岛大学的研究团队在《Marine Environmental Research》发表了创新性研究。他们巧妙整合长期观测数据与受控实验，首次系统揭示了环境变化如何通过改变捕食者-猎物相互作用，导致玉筋鱼种群崩溃的生态机制。
研究团队采用多学科交叉方法：通过分析1992-2021年共30年的渔业捕捞数据，计算14种潜在捕食者的单位努力渔获量标准化值；利用k-means聚类分析识别水温与捕食者分布的关键转折点；设计室内实验模拟不同温度与饵料条件，观察玉筋鱼夏眠行为变化；并通过捕食实验比较不同营养状况玉筋鱼的生存差异。
水温变化格局分析显示，1992-2021年间1-7月相对水温呈周期性波动，近年来各月份水温普遍升高。聚类分析将年份划分为两类，其中2016、2017、2019-2021年等高温年份被归为第一类群，其平均水温较第二类群高出约1.1°C。这一升温趋势与捕食者分布变化高度同步。
捕食者时空动态研究表明，14种潜在捕食者的标准化CPUE在年间和月间存在显著差异。八种鱼类渔获量近年呈上升趋势，聚类分析确认2016年后捕食者CPUE显著提升，第一类群平均CPUE是第二类群的7.0倍。这一转变时间点与玉筋鱼生物量锐减期高度吻合。
夏眠启动机制实验揭示，饵料可得性对玉筋鱼夏眠行为的影响远超水温。在无饵料条件下，无论历史营养状况如何，超过65%个体均进入夏眠；而在有饵料条件下，低营养组个体更倾向于延长觅食时间而非夏眠。广义线性混合模型分析确认，当前摄食条件、历史营养状况和水温均对夏眠行为有显著影响，其中摄食条件的影响最大。
捕食易感性实验发现，不同营养状况的玉筋鱼在面对三种类型捕食者时生存率无显著差异。追逐型捕食者主要攻击鱼群，而伏击型捕食者偏好单独行动的个体。实验持续时间与捕食者体型对选择性的影响因捕食策略而异。
综合研究结果表明，升温驱动的捕食者向近岸水域聚集，与饵料短缺导致的玉筋鱼觅食时间延长形成致命组合。玉筋鱼为积累越冬能量而延长觅食期，恰好与捕食者高发期重叠，大大增加遭遇概率。这种由环境变化引发的捕食风险升级，为解释2016年后玉筋鱼资源急剧下降提供了新视角。
该研究的创新之处在于揭示了底部上行与顶部下行效应的协同作用机制：营养盐减少导致饵料短缺，迫使玉筋鱼延长觅食时间；同时水温上升吸引捕食者聚集，共同加剧捕食压力。这一发现不仅为濑户内海渔业管理提供科学依据，更为理解气候变化下海洋生态系统响应机制提供了重要案例。研究强调，未来渔业资源管理需综合考虑多种环境压力的交互作用，特别是捕食者-猎物动态对气候变化的敏感响应，才能有效制定适应性管理策略。
