《Biology》:Benthic Community Composition of Coral Reefs Is Associated with the Time Since Last Blast Fishing Event
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爆破捕鱼是一种广泛存在的破坏性行为,对珊瑚礁生态系统具有长期负面影响。为更深入地了解坦桑尼亚南部珊瑚礁生态系统受爆破捕鱼的长期影响,研究人员在两年时间内,于Mikindani湾的六个礁点开展了原位调查。这些礁点在最后一次爆破捕鱼发生后的时间(<5年、5–10年
爆破捕鱼是一种广泛存在的破坏性行为,对珊瑚礁生态系统具有长期负面影响。为更深入地了解坦桑尼亚南部珊瑚礁生态系统受爆破捕鱼的长期影响,研究人员在两年时间内,于Mikindani湾的六个礁点开展了原位调查。这些礁点在最后一次爆破捕鱼发生后的时间(<5年、5–10年或>10年)上存在差异。虽然主要底栖类别(软基质、藻类和硬珊瑚)差异有限,但多变量底栖群落组成随距最近爆破时间的推移而变化显著,该因素解释了约25%的观测变异。这种组成变化以主要底栖属(包括分枝状Acropora、Euphyllia、块状Porites和Xenia)之间的显著转变为特征。这一发现表明,在具有不同爆破捕鱼历史的区域,群落组成存在差异。爆破历史较近(<5年)的样点,其珊瑚群落主要以高相对比例的块状Porites为特征;而距爆破发生中等时间(5–10年)的样点,则表现出Euphyllia的显著优势。相反,距爆破捕鱼停止时间最长(>10年)的样点以两个主要类群为特征:Xenia和分枝状Acropora。这些结果表明,珊瑚组合的长期组成对历史爆破捕鱼扰动高度敏感。因此,有效预防坦桑尼亚Mikindani湾以及更广泛珊瑚礁的爆破捕鱼,对于保护这些海洋栖息地剩余的覆盖度、多样性、结构和生物功能至关重要。
珊瑚礁是兼具生态与经济价值的海洋生态系统,提供海岸保护、食物供给和营养循环等服务,并每年产生约360亿美元的全球旅游收入。然而,自然扰动(如气旋、疾病暴发)和人为干扰(如污染、破坏性捕捞)正导致珊瑚礁持续退化。爆破捕鱼(blast fishing)是一种严重破坏性捕捞方式,可杀死目标鱼类并震碎硬珊瑚骨骼,形成不稳定的珊瑚碎石场,直接损害礁栖息的生物与结构复杂性。坦桑尼亚自20世纪60年代以来便存在爆破捕鱼,尽管1970年即已立法禁止,但执法不规律、腐败与资金短缺使该行为反复出现。已有研究多集中于东南亚或东非的空间分布、社会经济影响及声学探测,针对爆破捕鱼停止后栖息地长期恢复过程的研究较少。为此,研究人员选取坦桑尼亚南部Mikindani湾,依据距最近爆破事件的时间(<5年、5–10年、>10年)划分六个样点,开展底栖群落调查,以揭示历史爆破捕鱼对珊瑚礁群落长期状态与组成的影响。
研究人员于2022年12月至2024年9月对六个礁点进行重复水下样带调查,并利用图像分析量化底栖生物覆盖度。结果显示,尽管主要底栖类别(如软基质、藻类、硬珊瑚)的绝对覆盖度差异不显著,但多变量底栖群落组成随爆破后时间显著变化,爆破年龄解释了约25%的观测差异。具体而言,最近爆破(<5年)的样点以块状Porites(massive Porites)为主要特征;中期(5–10年)样点显著优势属为Euphyllia;长期(>10年)样点则以Xenia和分枝状Acropora(branching Acropora)共同表征。这表明珊瑚组合的长期组成对历史爆破扰动高度敏感,有效预防爆破捕鱼对于保护珊瑚礁覆盖度、多样性、结构和功能至关重要。该研究发表于《Biology》。
主要技术方法:研究在坦桑尼亚Mikindani湾六个礁点(样点信息由当地渔民提供,按距爆破时间分组)布设48条50 m样带,共拍摄2534张水下照片。使用CoralNet在线平台(基于深度学习神经网络)进行图像标注,每张照片随机选取5个点,由同一操作者人工验证,两个分类器验证准确率为87%和88%。数据分析采用基于Bray–Curtis相似性的排列多元方差分析(PERMANOVA)检验群落组成差异,用排列多元离散度分析(PERMDISP)检验组内离散度,用相似性百分比分析(SIMPER)识别关键贡献类群。
### 3.1 主要底栖生物类别
单变量分析显示,爆破年龄对主要底栖类别的绝对覆盖度无显著效应(pseudo-F
2,3=42.9,p=0.133)。虽然硬珊瑚相对丰度在5–10年组出现可见峰值(主要由Euphyllia驱动),但总体而言,各处理间的底栖类别组成基本一致。
### 3.2 底栖群落组成
多变量PERMANOVA分析表明,底栖群落组成随爆破年龄显著变化(p=0.0231),爆破年龄解释了约25%的观测变异,而调查期、样点、样带及其交互作用解释的变异比例较小(≤6%)。MDS排序图显示三个处理组在多元空间清晰分离:<5年组以高相对丰度的块状Porites为特征,5–10年组以Euphyllia优势为特征,>10年组则呈现分枝状Acropora与Xenia的高贡献。PERMDISP检验显示组间离散度显著不同(p=0.001):<5年组变异最大,5–10年组聚集最紧密,>10年组变异居中。SIMPER分析显示,三组间平均相异度高达89.76–92.30。
讨论部分指出,爆破捕鱼后的底栖群落演替可能受多种环境因素调节。块状Porites因其抗物理扰动能力和耐受恶劣环境(如高沉积)的性状,在爆破后早期占优势;Euphyllia的局部优势可能与Mikindani湾西部半封闭、低能、沉积物易沉降的生境有关;Xenia与分枝状Acropora在长期样点的共存则可能反映了软珊瑚的基质竞争与部分硬珊瑚在Xenia存在下仍可拓殖。研究还注意到,群落组成变异性在不同阶段呈先高、后低、再中等的动态,可能与早期高死亡率、随后群落暂时均质化及后期重新分化有关。研究强调,由于缺乏爆破前的基线数据,精确演替轨迹难以直接追踪,但结果支持爆破捕鱼对珊瑚群落具有长期影响的结论,并提示仅监测总盖度可能掩盖群落组成的潜在变化。
研究结论认为,受爆破捕鱼影响的珊瑚礁可以恢复,但恢复程度取决于生态影响因素和干扰频率。为保护并维持生物多样性,需要积极的立法措施、充足资金和长期监测。管理工作中应同时考虑栖息地覆盖度与群落组成等多种生态指标,因为总量估计可能掩盖底栖群落结构的深层转变。爆破捕鱼后的恢复是一个多年代际的过程,可能产生结构与扰动前不同的生态群落。因此,保护管理计划应设定现实的恢复目标,并认识到恢复中的珊瑚礁可能以不同方式运作,管理策略需相应调整。