《Regional Studies in Marine Science》:Hotspots in unprotected waters: Spatial patterns of elasmobranch diversity and distribution in Tanjung Bira, South Sulawesi
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摘要了解板鳃类动物的群落与栖息地条件之间的关联,对于制定有效的海洋空间管理策略至关重要,尤其是在生态数据较为匮乏的地区。本研究利用诱饵远程水下视频系统以及底栖栖息地评估方法,调查了印度尼西亚坦戎比拉地区四个地点的鲨鱼和鳐类等板鳃类动物的分布情况及其与栖息地的关系。2022年3月至
摘要
了解板鳃类动物的群落与栖息地条件之间的关联,对于制定有效的海洋空间管理策略至关重要,尤其是在生态数据较为匮乏的地区。本研究利用诱饵远程水下视频系统以及底栖栖息地评估方法,调查了印度尼西亚坦戎比拉地区四个地点的鲨鱼和鳐类等板鳃类动物的分布情况及其与栖息地的关系。2022年3月至2024年12月期间共进行了137次BRUV监测,拍摄了约160小时的视频资料。在所有监测点中,共记录到10个物种的112只板鳃类动物,整体观测率为0.78 MaxN小时?1。其中鲨鱼占比最高,为74%,其相对丰度为0.57 MaxN小时?1,而鳐类的相对丰度则为0.20 MaxN小时?1。分析表明,板鳃类动物的群落分布与底栖栖息地类型密切相关:礁鲨多出现在结构复杂的珊瑚栖息地中,而多种鳐类则分布于包括沙质和碎石区域在内的更广泛的栖息地中。空间分布特征还显示,近海岛屿上的珊瑚礁,如坎宾岛和柳康岛,相比大陆上的比拉西礁和比拉东礁,有更高的板鳃类动物出现率。这些研究结果强调了栖息地条件及空间异质性对珊瑚礁环境中板鳃类动物分布的影响。基于这些规律,优先保护珊瑚丰富的近海珊瑚礁,同时在其他区域实行适度利用的管理策略,可能是该地区规划海洋保护区时的有效方法。
引言
板鳃类动物属于软骨鱼纲下的板鳃亚纲,包括鲨鱼、鳐类和鳐鱼目鱼类,它们在珊瑚礁生态系统中发挥着重要作用。作为顶级捕食者和中型捕食者,它们能够控制猎物种群数量,调节食物链中的各种相互作用,进而维持鱼类生物量、群落结构以及整个珊瑚礁的功能(Friedlander和DeMartini,2002;Heupel等人,2014;Roff等人,2016)。除了对珊瑚礁本身的重要价值外,鲨鱼和鳐类还能通过生态旅游为当地带来巨大的经济利益,支撑着全球数千人的生计(Cisneros-Montemayor等人,2013;Mustika等人,2020)。
尽管具有如此重要的生态和社会经济价值,但由于渔业管理不善、过度捕捞、栖息地破坏、旅游活动带来的过度拥挤以及空间保护不足等问题,全球范围内的板鳃类动物种群正在持续减少(Germanov等人,2019;Giménez等人,2020;Sherman等人,2023)。印度尼西亚是全球生物多样性热点地区,拥有世界上约20%的鲨鱼和鳐类物种(Dulvy等人,2021;Prasetyo等人,2021)。然而,这里的这些物种同样面临着严重的捕捞压力,印度尼西亚的鲨鱼和鳐类捕获量位居世界首位(Dent和Clarke,2015;Yulianto等人,2018),2012年至2018年间年均捕获量达107,600吨,其中仅有4%被正式记录为出口产品(Prasetyo等人,2021)。
为防止板鳃类动物种群进一步减少,人们越来越多地建立海洋保护区,以减轻捕鱼压力、保护关键的珊瑚礁栖息地,并维护包括板鳃类动物在内的大型海洋生物的种群数量(Knip等人,2012;Ward-Paige等人,2012;Heupel等人,2014)。在那些管理较为严格的海洋保护区,如印度尼西亚的拉贾安帕特海洋保护区网络以及菲律宾的图巴塔哈礁自然公园,长期监测结果显示,这里的板鳃类动物数量明显多于周边未受保护的区域(Jaiteh等人,2016a;Murray等人,2019)。尽管取得了这些成果,但许多生物多样性丰富的地区仍然缺乏足够的保护。
在印度尼西亚,虽然过去二十年间海洋保护区网络不断扩大,但许多沿海地区仍存在明显的空间保护和生态保护缺口(Mous等人,2005;Asaad等人,2018)。南苏拉威西岛最南端的坦戎比拉地区就是这样的一个保护薄弱地带,那里面临着沿海开发、过度捕捞、非法捕捞以及旅游业发展带来的种种压力,威胁着当地的生态系统(Ali等人,2024;Sebastian等人,2024)。虽然此前已有研究描述了该地区的底栖栖息地以及鱼类群落的情况(Rani等人,2019;Sebastian等人,2024;Supardi和Pradana,2024),但目前还没有研究全面记录过坦戎比拉地区板鳃类动物的分布情况及其相对丰度,也没有探讨过它们的群落与底栖环境之间的关联。因此,该未受保护地区开展基于证据的科学空间管理所必需的生态信息仍然十分有限。
为填补这一知识空白,本研究利用诱饵远程水下视频系统,对坦戎比拉地区的板鳃类动物进行了首次全面调查。具体而言,本研究旨在:(1)确定坦戎比拉地区不同地点及不同深度层中板鳃类动物的出现频率和相对丰度;(2)分析板鳃类动物群落与底栖栖息地类型之间的关联;(3)从生态学角度为该地区的空间管理和保护区划分提供初步依据。这些研究目标旨在为针对该地区的具体保护规划提供实证支持,包括是否需要建立海洋保护区。
章节要点
研究区域
本研究在印度尼西亚苏拉威西主岛最南端的坦戎比拉地区进行。采样地点是根据Sebastian等人(2024)制定的区域分类标准确定的,该标准将该区域划分为四个主要研究点(见图1)。西部大陆上的三个研究点——比拉潜水营、蓝星球屋礁以及黄貂鱼湾——的特点是拥有浅水珊瑚坡,深度约为2米,附近还有延伸至约25米的沙质平台。
研究结果
在137次BRUV监测中,总共分析了160小时12分钟的监测数据。每次监测的平均时间为1小时10分钟,标准差为10分钟。关于不同研究点、不同区域、不同深度层、不同年份以及不同季节的BRUV监测次数、总监测时间以及平均监测时间的详细数据见表S1(补充信息)。不过由于季节性季风的影响,监测工作在四个主要研究点之间的分配并不均匀,实际野外工作也受到一定限制。
空间异质性与栖息地梯度影响板鳃类动物的出现
在四个研究点中,鲨鱼和鳐类的分布呈现出不同的特征。鲨鱼的相对丰度在不同研究点和不同深度层之间存在显著差异,而鳐类的相对丰度则相对稳定,这表明这两类动物对该研究区域内的环境条件反应不同(见图3;表1)。在记录到的10个物种中,有7种出现在坎宾岛,7种出现在柳康岛,不过两地的物种组成存在差异。
结论
本研究首次对印度尼西亚南苏拉威西地区生物多样性极为重要的但尚未得到有效保护的坦戎比拉地区的板鳃类动物分布情况及其与栖息地的关联进行了定量分析。在137次BRUV监测中,共记录到10个物种,整体观测率为0.78 MaxN小时?1,这一数值反映了该地区板鳃类动物群落在不同研究点之间的空间分布特征。近海岛屿,尤其是坎宾岛,拥有最高的鲨鱼相对丰度和物种多样性,这些区域通常拥有较为健康的珊瑚生态系统。
作者贡献说明
Ahmad Ilham Rabbani Erawan:撰写——审阅与编辑、数据可视化、结果验证、软件应用、统计分析、数据整理。Cut Aja Gita Alisa:撰写——审阅与编辑、初稿撰写、研究指导、概念设计。Sudaryanto Sudaryanto:撰写——初稿撰写、研究方法设计、实地调查、数据整理、概念设计。Qinthan Azzahra Aulia:撰写——审阅与编辑、研究方法设计、实地调查、数据整理。Syafyudin Yusuf:项目管理工作。Pascal Sebastian:
利益冲突声明
作者声明,他们不存在任何可能影响本研究结果的已知利益冲突或个人关系。
致谢
我们衷心感谢Benjamin Graves、Jessica Graves、Jeffry Hoeng,以及“印度洋项目坦戎比拉项目”中的所有潜水教练和科研实习生,感谢他们对项目运作和数据收集工作的辛勤付出。同时,我们也要对蓝星球潜水度假村的团队表示最诚挚的感谢,感谢他们在我们的潜水活动中给予的支持与配合:Sylvain McMarty、Robin McMarty、Phoebe Goulding,以及所有为项目提供帮助的工作人员。此外,我们也感谢Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat(LPPM)的合作与支持。
Sudaryanto Sudaryanto|Qinthan Azzahra Aulia|Ahmad Ilham Rabbani Erawan|Cut Aja Gita Alisa|Syafyudin Yusuf|Pascal Sebastian