基于前后对照控制影响(BACI)法评估萨凡纳河河口疏浚对短吻鲟的响应

《Environmental Biology of Fishes》:Assessing shortnose sturgeon response to estuarine dredging in the Savannah River using a before-after control-impact (BACI) approach

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月29日 来源:Environmental Biology of Fishes 1.5

编辑推荐:

  河口是支持多样水生生物及人类渔业、游憩与航运经济的生产性生态系统,但海岸开发与疏浚改变了河口生态过程。在萨凡纳河河口,Savannah Harbor Expansion Project(SHEP)通过疏浚加深通航航道以扩增船舶商业活动。濒危物种短吻鲟(Acip

  
河口是支持多样水生生物及人类渔业、游憩与航运经济的生产性生态系统,但海岸开发与疏浚改变了河口生态过程。在萨凡纳河河口,Savannah Harbor Expansion Project(SHEP)通过疏浚加深通航航道以扩增船舶商业活动。濒危物种短吻鲟(Acipenser brevirostrum)依赖萨凡纳河河口栖息地完成生活史,SHEP疏浚预计将减少该种群可用河口栖息地。为评估种群趋势与SHEP的关联,研究人员于2013–2024年夏季在萨凡纳河开展短吻鲟标记重捕(mark-recapture)采样,采用Huggins封闭种群捕获重捕模型估算年度幼鱼与成鱼丰度,并应用前后对照控制影响(BACI)模型,将萨凡纳河随时间基于种群统计的丰度变化与地理邻近、相对未受扰动的Altamaha河进行对比。BACI模型显示SHEP期间及之后萨凡纳河幼鱼丰度显著下降,而成鱼丰度未变。该下降的时间窗口与参照河未现幼鱼下降的事实,提示其可能与SHEP疏浚相关。幼鱼下降将进一步威胁萨凡纳河种群恢复,持续种群水平监测与剩余河口栖息地保护对该种群长期存续至关重要。
研究背景方面,河口作为物理复杂且高生物多样性的环境,长期承受城市开发、农业、航运港口与疏浚等人为干扰,导致栖息地退化与生物多样性丧失。疏浚通过直接移除底质栖息地、卷起悬浮沉积物羽流、改变盐楔渗透深度进而引起盐度升高与溶解氧下降,对鱼类早期生活史阶段有直接致死与行为干扰效应。萨凡纳河河口自19世纪末建设通航航道以来经历持续加深,最近一期Savannah Harbor Expansion Project(SHEP)由美国陆军工程兵团(USACE)于2019年9月至2022年3月实施,将约60河公里航道再加深约1.5米,环境评价预测全河口盐度上升、溶解氧下降,对濒危短吻鲟(Acipenser brevirostrum)产生有害影响。该物种为长寿命迟成熟、具河口依赖性的两栖洄游鱼类,萨凡纳河种群估计约2432尾,居南方分布区第二,但恢复缓慢。由于成鱼与幼鱼对盐度耐受差异,疏浚引发的非生物变动可能优先冲击幼鱼补充,因此有必要在种群水平量化SHEP前后丰度动态。该研究发表于《Environmental Biology of Fishes》,旨在用12年标记重捕数据结合BACI框架判别SHEP是否驱动萨凡纳河短吻鲟幼鱼丰度变化。
主要关键技术方法方面,研究人员依托佐治亚大学长期监测,于2013–2024年每年5–8月在萨凡纳河(距河口约35–50 rkm淡水—盐水界面)与Altamaha河(距河口约10–30 rkm)布设锚定型单丝刺网与拖网(trammel nets),高低压潮各设网,浸泡30–60分钟,获叉长与体重后以被动集成应答器(PIT)标记放流。个体按叉长450毫米切分幼鱼(<450 mm)与成鱼(≥450 mm)。丰度估算采用Huggins封闭种群捕获重捕模型,以1周为采样期构建捕获史,候选模型涵盖M0、Mt、Mg、Mt+g、Mt×g,由RMark按AICc选优。效应检验采用前后对照控制影响(BACI)线性模型,因变量为年度幼鱼/成鱼丰度对数,固定效应为时间(before 2013–2019/after 2020–2024)、河流(Altamaha/Savannah)及交互项,显著性阈值p<0.05。
研究结果部分,引言与材料方法已述上述设计。Results小节中,萨凡纳河12年布网2701次、努力1796小时、捕获2084尾(重捕99尾);Altamaha河布网2013次、努力1663小时、捕获1601尾(重捕55尾)。Huggins模型每年最优结构不一,萨凡纳河多数年份含时间协变量Mt,Altamaha河同。萨凡纳河幼鱼点估计由2018年603尾(95% CI 347–1084)降至2023与2024年各15尾(2023 CI 8–49,2024 CI 5–58);成鱼由2019年3886尾(CI 1184–13511)至2021年634尾(CI 357–1217)。Altamaha河幼鱼2018年最低31尾(CI 8–132)、2020年最高1000尾(CI 406–2576);成鱼2015年最低249尾(CI 63–1267)、2017年最高3575尾(CI 1821–7271)。BACI模型中幼鱼时间×河流交互显著(p<0.01):before期两河无差(Savannah before对数5.79±0.47,Altamaha before 5.13±0.36,p=0.18),after期萨凡纳河显著下降(交互1.58±0.77,p<0.01)而Altamaha略升不显著(5.84±0.54,p=0.21)。成鱼交互不显著(p=0.38),before期两河相近(7.54±0.42 vs 7.43±0.32,p=0.8),after期两河均非显著下降。
讨论部分总结,研究人员指出幼鱼特异下降伴时间窗与SHEP重合、且参照河无类似趋势,支持疏浚相关栖息地变动(盐楔深入、低氧、悬浮沉积、底质移除)为最简解释,因幼鱼在上部河口耐盐性低、聚集于夏季度淡咸界面。成鱼未变可能因成鱼可迁至邻系或海洋环境、缓冲局部栖息地损失,但两河成鱼均略降提示存在共有自然波动。结论翻译为:BACI模型表明SHEP期间及之后萨凡纳河短吻鲟幼鱼丰度显著下降而成鱼不变;下降时段与参照系无下降共同指向疏浚关联;幼鱼补充受损威胁种群恢复,持续监测与残余河口栖息地保护对萨凡纳河短吻鲟长期存续具关键意义。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号