《Journal of Environmental Management》：What controls migratory fish spawning habitat distribution and quality? A novel hydrological-topographic framework for identifying essential factors
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•提出了一种新的框架，用于识别影响洄游鱼类栖息地的关键因素。•分层识别框架（SIF）：在两个层次上识别关键因素。•水温、地形和沉积物通量影响了栖息地的分布。•径流量、沉积物通量和地形控制了栖息地质量。引言在自然条件下，鱼类物理栖息地的形成受区域气候、流域地形和水文情势的支配，
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提出了一种新的框架，用于识别影响洄游鱼类栖息地的关键因素。
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分层识别框架（SIF）：在两个层次上识别关键因素。
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水温、地形和沉积物通量影响了栖息地的分布。
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径流量、沉积物通量和地形控制了栖息地质量。
引言
在自然条件下，鱼类物理栖息地的形成受区域气候、流域地形和水文情势的支配，反映了长期历史选择性（Martinez等，2018；Hung等，2024）。气候变化，例如降水、蒸散发、温度和季节节律的变化，影响水资源可利用量、热情势和洪旱循环（Konapala等，2020）。流域地形塑造了河道形态、坡度、沉积物补给和河网结构（Hassan等，2021；Shumilova和Sukhodolov，2023）。水文情势是气候和地形综合作用的结果，并通过沉积物输运和营养物质交换等过程进一步影响河流生态系统的完整性（Kemp等，2011；Li等，2021；Chen等，2023）。通过进化过程，鱼类适应这些环境条件并演化出相应的生活史策略（Engel和Rhoads，2012）。因此，鱼类群落及其栖息地是历史气候-地形-水文交互作用与进化过程的共同选择产物。然而，环境条件的变化强烈调制河流生态系统的物理动态，从而影响力鱼类生活史策略（Blanck等，2007；Zeiringer等，2018；Brumm等，2024）。
近几十年来，气候变化和水利工程严重改变了河流水文条件，对鱼类种群数量和多样性造成了严重影响（Wang等，2016；Yang等，2020）。例如，1970年至2020年间，受监测的洄游性淡水鱼类种群下降了81%（Deinet等，2024）。此外，产卵洄游鱼类物种（如Coreius guichenoti）的生存和繁殖依赖于复杂环境因素的协同效应，使其成为最易受栖息地改变的脆弱群体之一（Tummers等，2016；Harrison等，2019）。在变化的环境中保护和恢复河流栖息地、维持生物多样性已成为关键议题。尽管如此，与洄游鱼类产卵栖息地分布和质量相关的基本因素仍不明确。
连续而动态的水流是自然河流生态系统中的基本环境驱动力，支撑着鱼类物理栖息地的连通性和完整性。Poff等（1997）提出了天然水流范式的概念，强调天然水流对河流生态系统完整性和土著生物多样性的关键作用。天然水流情势的关键特征包括幅度、频率、时间、持续时间和变化速率；它们之间的相互关系描述了整个水文情势并影响鱼类栖息地（Olden和Poff，2003；Poff，2018）。任何水文要素的变化都可能直接或间接地驱动鱼类栖息地分布和质量的改变（Bunn和Arthington，2002；Magoulick等，2021）。然而，以往的研究存在理论和方法论上的偏差，未能充分捕捉动态自然条件下水文过程与鱼类栖息地之间的关系：(i) 许多研究假设鱼类物种和环境条件处于稳定状态，直接将环境变量与物种分布相关联，从而忽略了鱼类栖息地的动态变化（Yi和Zhang，2019）。实际上，鱼类栖息地是由水文情势、洪水脉冲和季节性温度变化等长期过程驱动的动态系统（Qiu等，2025）；(ii) 受控实验，如水槽或实验室模拟，往往操纵温度、流速或沉积物通量等单一因素来识别关键环境驱动力（Muhawenimana等，2021；Xu等，2022），而自然鱼类栖息地受到多种交互变量的共同影响（Tummers等，2016；Harrison等，2019）；以及(iii) 一些研究定义了阈值（如最小径流量、最高温度和沉积物限制）来评估栖息地适宜性（Abdi等，2022；Park等，2024）。然而，其机制尚不明确：一些因素可能通过"木桶效应"起作用，而另一些因素可能表现出"补偿效应"，例如充足的径流量即使在水温较低的情况下也能维持栖息地质量（Liu等，2021）。此外，长期野外数据的稀缺也阻碍了对关键驱动因素的识别。因此，本研究以C. guichenoti作为洄游鱼类的代表物种，旨在：(i) 提出一种新的框架，称为分层识别框架（SIF），用于识别与洄游鱼类产卵栖息地相关的基本因素（详见第2节）；(ii) 阐明与洄游鱼类产卵栖息地两个不同方面——分布和质量——相关的基本因素；以及(iii) 评估关键环境因素对洄游鱼类产卵栖息地分布和质量的影响。
章节摘要
识别洄游鱼类产卵栖息地控制因子的新框架
传统上，通过受控实验或野外调查来识别适宜的鱼类栖息地（Tu等，2012；Yi和Zhang，2019；Liu等，2023）。然而，这些方法存在若干不确定性：(i) 难以捕捉自然河流中复杂而动态的栖息地条件，包括水位、流速、水温和沉积物的变化；(ii) 测点测量常被用来代表断面条件或时间过程，
研究区域
金沙江（JSR）是长江的上游河段，发源于青藏高原中部唐古拉山脉中段，沿青藏高原东坡向东南方向流向四川盆地。金沙江流域呈现出高山深谷的地貌特征，海拔范围从249米至6575米，河道蜿蜒曲折，沿陡峭坡度快速流动。为满足能源需求，一系列水电站已建成
径流量、沉积物通量和水温的时空格局
各站点的径流量均未显示出明显的线性时间趋势（图4a）。PS、HT和PZH站的沉积物通量呈显著下降趋势，其余站点的变化不显著（图4b）。除SG和PZH站略有上升外，其余站点的水温均呈下降趋势（图4c）。值得注意的是，2010年至2014年期间，PS、HT、PZH、TZL和SG站的水文条件波动较大，这些站点的径流量增加，沉积物通量
环境因素对洄游鱼类栖息地分布和质量的影响
径流量是河流生态系统的基本驱动力，塑造了物理环境和能量动态（Zeiringer等，2018）。在我们的模型中，径流量通过与水温、沉积物通量和地形特征（如河流弯曲度、坡度和深潭-浅滩密度）之间的关系，直接或间接地与产卵栖息地分布和质量相关联（图5，图6）。高径流量通常对应着更大的水量和
结论
洄游鱼类产卵栖息地由水文、热、沉积和地形条件的复杂相互作用所塑造。为识别与产卵栖息地分布和质量相关的基本因素，本研究提出了一种新的分层识别框架（SIF），以金沙江流域的C. guichenoti为案例研究对象。结果表明，径流量的增加主要通过间接途径与栖息地分布相关联，包括
CRediT作者贡献声明
Jifa Qin：写作 – 原稿撰写、可视化、软件、方法论、形式分析、数据整理。Jianfei Wu：软件、方法论。Qiang Liu：写作 – 审阅与编辑、监督、资源、概念化。Liqiao Liang：写作 – 审阅与编辑、监督。Xuan Wang：监督。Ran Li：监督。
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本论文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本研究得到国家重点基础研究发展计划（编号2023YFC3205900）、国家自然科学基金（编号42271141；42571159）以及西藏自治区重点研发计划（编号XZ202401ZY0050）的资助。
Jifa Qin|Jianfei Wu|Qiang Liu|Liqiao Liang|Xuan Wang|Ran Li
