通过 eDNA 跨营养级相互作用解读海洋生态系统的生态健康度

《npj Biodiversity》：Deciphering EcoFitness of marine ecosystems through eDNA cross-trophic interactions

　　

摘要

对海洋生态系统的有效评估需要采用超越静态生物多样性指数的方法，以捕捉跨营养级组织和网络稳定性。我们应用针对 12S、18S 和 COI 的多标记 eDNA 宏条形码技术，比较了米斯湾和大鹏湾的近岸栖息地，这两个亚热带系统具有截然不同的环境背景。该框架整合了 OTU 水平的分类学和丰度数据、描述统计关联结构的共现网络，以及评估群落整体标度模式的生态异速生长定律。网络拓扑结构通过度分布、模块性、中心度和物种对排名来表征。泰勒幂律（TPL）用于量化物种聚集性，而网络理论克莱伯定律（NKL）则检验相对物种丰度方差是否随节点超连通性而标度。大鹏湾支持更高的生物多样性和更大、更密、更同质的网络，而米斯湾显示多样性较低，但具有更层级化和区室化的结构。TPL 对两个系统的拟合效果均良好（R² > 0.86），米斯湾的聚集性（ν = 1.697）强于大鹏湾（ν = 1.460）。TPL 指数与环境条件、深度和平均物种生物量相关，支持其作为多营养级组织指标潜力。未检测到丰度方差与网络超连通性之间存在显著的标度关系。