《Marine Environmental Research》：Seasonal shifts in fish assemblages and ecosystem structure in Lianzhou Bay revealed by coupling functional trait analysis and Ecopath modeling
编辑推荐：
•
功能特征分析比分类多样性分析提供了更多的信息。
•
鱼类群落的季节性变化与生态系统能量途径的变化一致。
•
旱季的生态系统规模和成熟度相对较高，而雨季则表现出更强的恢复力。
•
功能特征分析与生态系统模型之间的高度一致性证明了整合分析的有效性
- •
功能特征分析比分类多样性分析提供了更多的信息。
- •
鱼类群落的季节性变化与生态系统能量途径的变化一致。
- •
旱季的生态系统规模和成熟度相对较高，而雨季则表现出更强的恢复力。
- •
功能特征分析与生态系统模型之间的高度一致性证明了整合分析的有效性。
引言
由于人类活动和气候变化，海洋生态系统遭受了严重破坏，沿海地区受到的影响尤为严重（Lotze等人，2019年；Halpern等人，2019年）。作为陆地和海洋环境之间的关键纽带，海湾生态系统以高生产力和生物多样性为特征。然而，在过去的几十年里，海湾地区成为了密集的人类居住区，并且持续受到人为干扰（Halpern等人，2008年；Xu等人，2021b年）。密集的海上运输和广泛的沿海水产养殖活动严重扰乱了自然生物地理分布和群落结构（Ahmed和Thompson，2019年；Halpern等人，2019年）。河流营养物质流入沿海海湾的情况显著增加，这主要是由流域内的农业集约化和城市化推动的（Bricker等人，2008年；Beusen等人，2022年；Tivig等人，2024年）。此外，气候变化还导致了降水模式的变化（Pfahl等人，2017年）。淡水径流的季节性变化调节了这些营养物质脉冲的时间、强度和空间范围，从而对当地生物多样性和生态系统功能产生了动态且不对称的影响（Lao等人，2022年；Li等人，2025a年）。
在受到河流影响的海湾中，旱季和雨季之间的差异调节了营养物质的负荷并调节了初级生产力（Beusen等人，2016年；Li等人，2025a年）。此外，淡水排放的季节性变化改变了盐度状况，使得某些栖息地不再适合敏感物种生存（Hou等人，2024年；Peng等人，2024年）。在持续的气候变化下，极端降水事件的频率和强度预计将进一步扰乱季节性水文模式，可能引发区域生态系统的不可预见且广泛的影响（Pfahl等人，2017年；Xu等人，2021a年）。这种干湿交替的周期驱动了群落的动态变化（R?thig等人，2023年）。因此，全面评估海湾生态系统的状态需要整合不同季节的时间异质性（Mestdagh等人，2020年）。然而，目前的研究主要集中在环境影响和生物群落变化上（Hou等人，2024年；Peng等人，2024年）。关于这种季节性驱动如何重塑生态系统能量流动的研究仍然很少（Chea等人，2020年；Li等人，2025b年）。这些构成了一个关键的研究空白，限制了我们理解和管理这些脆弱生态系统的能力（Mestdagh等人，2020年）。
生物组成的差异是生态系统结构分化的核心驱动因素（Blomberg和Montagna，2014年；Guo等人，2026年）。作为海洋生态系统中的中高营养级消费者，鱼类对环境变化具有很强的自上而下的营养控制作用，并且对此反应敏感（Chen等人，2011年；Samoilys等人，2025年）。研究记录了鱼类群落及其饮食策略的显著季节性差异（Belarmino等人，2024年；Zhang等人，2024年）。与传统的分类多样性相比，功能特征能够更好地描述群落对环境变化的适应性反应（Ríos等人，2019年；Grenié等人，2018年；Schumm等人，2019年）。即使在物种丰富度稳定的情况下，鱼类群落也会发生功能重组，通常从大型食鱼者转向小型杂食者（Villéger等人，2014年；Baker等人，2021年；Krishna等人，2025年）。这种鱼类群落的组成和功能变化深刻地重塑了营养结构。高级别鱼类的减少改变了营养级长度和能量传递效率，而 pelagic 和 demersal 鱼类数量的变化则调节了基于捕食和碎屑的食物链的强度（Zhang等人，2021年；Craig和Link，2023年；Samoilys等人，2025年）。然而，季节性鱼类群落变化如何介导干旱和雨季之间的生态系统能量传递过程仍不完全清楚。Ecopath模型为解决这一研究空白提供了有力的方法（Christensen和Walters，2004年）。通过量化不同功能群体之间的营养相互作用和能量流动，该模型有助于评估系统的能量动态，支持在不同季节下进行严格的生态状态比较（Christensen和Pauly，1992年；Heymans等人，2016年）。
连洲湾位于中国北部北部湾，具有重要的生态和经济价值。它是鱼类、无脊椎动物和海鸟的重要产卵和觅食场所，维持了区域海洋生物多样性，并提供了关键的生态服务（Luo等人，2025年）。从经济角度来看，其丰富的食物资源支持了牡蛎、虾和鱼类养殖业的发展，而适宜的港口条件促进了港口和海洋工业的发展。然而，气候变化和人类活动正在重塑这一海域的环境（Yang等人，2015年；Lu等人，2023年）。连洲湾接纳了南柳河和大丰河的流入水，表现出明显的季节性径流变化（Gao等人，2015年）。这些水文动态可能显著影响海湾的环境条件（Lao等人，2022年）。鱼类群落的特定适应特征以及它们的生态系统结构在水文季节中的变化仍不充分了解。
本研究基于在连洲湾旱季和雨季收集的拖网调查数据。通过比较分析鱼类群落和食物网模型，研究了生态系统结构的季节性变化。具体目标是：(a) 识别旱季和雨季之间鱼类群落组成和多样性的变化；(b) 量化它们不同的能量利用模式；(c) 通过综合分析全面了解季节性生态系统差异。这种方法旨在推进对海洋生态系统功能的理解，并为基于海洋生态系统的管理和保护（EBFM）提供科学依据。
章节片段
研究区域
连洲湾位于中国广西壮族自治区沿岸（图1A），东起北海市的官头岭，西至钦州市的大王山。其总海岸线长度约为180公里，表面积约为260平方公里，平均水深5米，最大水深10米。海湾的水文季节性划分主要受季风气候和台风活动的影响。
生物多样性指数
在雨季和旱季分别收集了53种和42种鱼类。尽管分类多样性指数、CPUE和功能多样性指标在两个季节之间没有统计学上的显著差异（p > 0.05），但仍观察到了明显的数值趋势（图2）。具体来说，平均Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou均匀度和CPUE（按数量和生物量计算）分别高出了1.81％、5.17％、3.78％和16.56％和19.38％。
讨论
海洋鱼类群落自然会因环境变化而表现出季节性变化，这可能会影响生态系统功能（Yang等人，2025年）。在气候变化导致的降水模式变化下，旱季和雨季之间的差异预计将变得更加明显（Pfahl等人，2017年），这突显了进行区域周期性生态系统管理的重要性（Ahmed和Thompson，2019年；Tyler等人，2021年）。在这里，我们研究了旱季和雨季之间的变化。
结论
本研究将鱼类功能特征与Ecopath模型相结合，研究了中国连洲湾鱼类群落和生态系统功能的季节性变化。功能特征分析显示，在旱季，底栖、杂食性和底食性鱼类的比例较低，而在雨季，浮游性和食浮游生物的鱼类比例较高。这种功能重组伴随着生态系统能量途径的相应变化。
CRediT作者贡献声明
Zhen Zhang：写作——审稿与编辑，监督，资金获取，概念构思。Jie Feng：写作——审稿与编辑，监督，方法学。Xu Wang：写作——初稿，方法学，调查，正式分析。
未引用的参考文献
Christensen等人，2008年；Giorgi等人，2011年；Link和Marshak，2019年；Magneville等人，2021年；Pauly等人，1998年；Snelgrove等人，2014年；Wernberg等人，2016年。
利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知的竞争财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本工作得到了中国国家重点研发计划（2022YFD2401204）的支持。
Xu Wang | Jie Feng | Zhen Zhang
