《Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography》:Trophic dynamics of
Trachurus murphyi along the Chilean coast: A 26-year spatio-temporal perspective
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•磷虾类在马鲹食谱中占主导地位(占猎物总重量的96%)。•鱼体长度和距海岸距离解释了营养级差异。•近岸分布(2006–2008年)降低了猎物多样性。引言全球气候变化预计将重塑海洋物种的分布、丰度和种群动态,同时也将改变塑造海洋群落结构的关键生态相互作用,如竞争、捕食和行为(P
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磷虾类在马鲹食谱中占主导地位(占猎物总重量的96%)。
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鱼体长度和距海岸距离解释了营养级差异。
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近岸分布(2006–2008年)降低了猎物多样性。
引言
全球气候变化预计将重塑海洋物种的分布、丰度和种群动态,同时也将改变塑造海洋群落结构的关键生态相互作用,如竞争、捕食和行为(Poloczanska 等,2016)。生态位宽度和营养级都可能因季节性环境变化和长期气候变化而发生改变(Sydeman 和 Bograd,2009;Heneghan 等,2019;2021)。因此,栖息于温带系统的捕食性物种,其环境条件在年际内、年际间和年代际尺度上波动,预计会表现出相应的营养生态学调整。这些变化可能源于猎物可用性的波动,也可能源于捕食者本身空间分布的转移。
鲈形目(Perciformes)、鲹科(Carangidae)鲷属(Trachurus)的远洋鱼类在全球海洋食物网中发挥着关键作用,作为捕食者捕食多种猎物,包括甲壳类、桡足类和其他远洋鱼类(Alegre 等,2013;Alegre 等,2015;Orrego 和 Mendo 2015;Medina 和 Arancibia 2002;Medina 等,2007;Temperoni 等,2025)。在这些物种中,太平洋马鲹(Trachurus murphyi)在营养生态学方面的研究最为广泛(见 Alegre 等,2013)。该物种在种群水平上表现出广泛的营养生态位(>50种猎物)和高摄食率,由于捕食甲壳类、鱼类和头足类,其营养级约为4.0(Miranda 等,1998;Medina 和 Arancibia 2002;Alegre 等,2015;Orrego 和 Mendo 2015)。
马鲹的食谱随个体发育阶段发生显著变化:幼鱼主要摄食小型猎物,如甲壳类幼体和卵、桡足类和磷虾类,而较大的成熟个体则摄入更广泛的猎物,包括较大鱼类和多样化甲壳类(Konchina,1979;Miranda 等,1998;Alegre 等,2013;Orrego 和 Mendo,2015)。个体发育模式与空间结构相互作用,共同塑造了马鲹的营养生态学。体型依赖的食性分群和群游行为对猎物可用性反应强烈,突显了该物种的生态灵活性(Bertrand 等,2004,2006)。同样,纬度梯度和近岸-远海梯度导致食谱组成存在显著的地域差异(Alegre 等,2013;Espinoza 等,2025)。综合来看,这些模式表明马鲹的食谱是猎物可用性、环境变异性与捕食者空间分布之间动态互作的产物。
环境因素对马鲹食谱的影响在多个空间和 temporally 尺度上发挥作用。在局部尺度上,沿岸生产力和猎物可用性强烈影响摄食,磷虾、红虾和多样化浮游生物群落因栖息地和季节而异(Espinoza 等,2025)。在区域尺度上,季节性上升流和中尺度海洋特征调节猎物的分布和可及性,导致北部与中南区域之间食谱的空间分异(Medina 和 Arancibia 2002;Medina 等,2007)。在大规模尺度上,海表温度异常、厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)事件以及更广泛的气候振荡(如南方涛动和太平洋年代际指数)与 Trachurus murphyi 在多个时间尺度上的食谱变化持续相关(Alegre 等,2013;Orrego 和 Mendo,2015)。例如,在秘鲁水域,1977–2011年间食谱的时间变化与ENSO事件相关,反映了猎物可用性的波动和可能的猎物选择变化,这可能改变该物种的营养级(Alegre 等,2013)。大规模气候变率进一步调节这种相互作用,导致猎物可用性和生物状态的长期重组,特别是在2013年以来的幼鱼中。Humboldt 洋流系统以强烈的ENSO驱动的变率为特征,海洋生物多样性及组成发生重大变化(Thiel 等,2007;Thatje 等,2008;Taylor 等,2008)。由于这些远洋动物中的许多是马鲹的关键猎物(甲壳类、鱼类和头足类),其食谱预计会沿智利海岸在ENSO年与非ENSO年之间波动。加剧这种复杂性的因素是,智利的马鲹在中南部智利经历了明显的空间分布变化,这反映在渔业活动模式中(Vásquez 等,2023)。2002年以前,该物种主要集中在距海岸100海里以内的区域,与主要上升流中心相关。在2002年至2011年间,其分布向远海大幅扩展,最远达到2000海里。自2012年以来,种群再次向沿岸区域收缩。这些在生产力高的上升流区域与更为寡营养的开阔大洋之间的交替,可能影响智利马鲹的营养动态,但分布变化的后果仍未得到评估。
本研究的主要目标是评估 Trachurus murphyi 在智利中南部海岸26年间(1997–2022年)的营养动态,重点研究食谱组成的时间与环境驱动因素。基于这些前提,我们假设食谱组成和多样性的变化受多尺度过程驱动,包括局部猎物可用性和沿岸生产力、区域上升流和中尺度海洋特征,以及大规模气候变率(如ENSO事件),同时也受个体发育阶段影响。为实现这一目标,我们分析了1997年至2022年间收集的长期胃容物数据,结合卫星观测的环境变量(海表温度和叶绿素a),并应用广义线性混合模型(GLMMs)评估空间、环境和生物因素对马鲹食谱的相对影响。
各章节摘要
采样
1997年1月至2022年12月,通过智利渔业研究所(INPESCA,智利塔尔卡瓦诺)在智利中部(约32–38°S)开展的常规远洋渔业监测项目,共收集了107,487个 T. murphyi 的胃样本(图1)。INPESCA监测项目每周收集约120个鱼类样本,数据按月、季和年尺度提供。样本直接来自工业围网渔船,其中INPESCA……
结果
马鲹的叉长范围为11–68厘米(表1,图S1)。在检查的107,487个胃样本中,19%(20,917个胃)含有可识别的猎物。在所有非空胃中,我们记录了51种猎物,以鱼类、头足类、甲壳类和腹足类为主(表2)。胃容物的平均重量(不含空胃)范围为1.133–114.6克。
讨论
长期食性指标显示,T. murphyi 在1997年至2022年间智利中南部海岸的食谱和营养广度存在明显的时间变异性,这可能反映了26年研究期内猎物可用性的变化和该物种空间分布的变化。
在1997年至2022年间,磷虾在智利中南部海岸的马鲹食谱中占据绝对主导地位,持续占总猎物的75%以上。这种对磷虾的持续依赖与秘鲁海岸报道的模式一致(Alegre……
结论
Trachurus murphyi 在智利海岸的食谱在1997年至2022年间表现出显著的时间和空间变异。这些变化主要由沿海–远洋梯度上猎物可用性的变化以及体型依赖的猎物捕食能力和选择性差异驱动。综合来看,这些模式突显了环境背景和体型在塑造Humboldt洋流系统中马鲹营养生态学方面的重要性。通过整合……
CRediT 作者贡献声明
Claudia Bruno:撰写–审阅与编辑、撰写–初稿、方法论、调查、正式分析、数据管理、概念化。M. Cecilia Pardo-Gandarillas:撰写–审阅与编辑、撰写–初稿、正式分析、概念化。Sebastián I. Vásquez:撰写–审阅与编辑、撰写–初稿、正式分析、数据管理、概念化。Aquiles Sepúlveda:撰写–审阅与编辑、撰写–初稿。Christian M. Ibá?ez:撰写–……
未引用参考文献
Bertrand 等,2004;Correa-Ramírez 等,2007;Ermolovich 和 Gardina,1994;Espinoza,2025;García-Godos Naveda,2001;Konchina,1980;Konchina,1982;Konchina 等,1996;L'Heureux 和 Takahashi,2016;Takahashi,2017。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文报道的工作。
数据可用性
支持本研究结果的数据可通过合理申请从INPESCA获取。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文报道的工作。
生成式AI和AI辅助技术在写作过程中的声明
在撰写本文期间,作者使用了Grammarly和Copilot来改进英语语法。在使用该工具/服务后,作者审阅并编辑了内容,对出版物的内容承担全部责任。
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利益冲突声明
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致谢
本研究由渔业研究所(INPESCA S.A.)资助。感谢INPESCA的所有技术人员在采样和实验室工作中提供的帮助。
Claudia Bruno|Sebastián I. Vásquez|M. Cecilia Pardo-Gandarillas|Christian M. Ibá?ez|Aquiles Sepúlveda