據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部通告，從今年起在長江干流和重要支流除水生生物自然保護(hù)區(qū)和水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)以外的天然水域?qū)嵤╅L江十年禁漁計(jì)劃。

為什么要禁漁十年？因?yàn)樵谌祟惢顒?dòng)的影響下，許多淡水魚類已經(jīng)滅絕或是在滅絕邊緣。而魚類生物多樣性的變化又會(huì)影響生態(tài)系統(tǒng)功能，這已經(jīng)是全球面臨的問題。

近日，來自法國圖盧茲第三大學(xué)Evolution et Diversité Biologique (EDB) 實(shí)驗(yàn)室，中科院水生生物研究所(IHB, CAS)，法國蒙彼利埃 MARine Biodiversity, Exploitation and Conservation (MARBEC) 研究中心和馬賽Aix-Marseille INRAE（RECOVER）實(shí)驗(yàn)室組成聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)提出了一種新的生物多樣性變化指數(shù)，將六個(gè)生物多樣性維度綜合考慮在內(nèi)，從而全面評(píng)估了人類活動(dòng)對(duì)全球淡水魚類生物多樣性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，超半數(shù)河流中的魚類生物多樣性受到人類活動(dòng)的嚴(yán)重影響，相關(guān)成果發(fā)表在國際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》（Science）上。

（圖片來源：Science）

地球上的河流擁有豐富的魚類生物多樣性，迄今已記錄了17000多種魚類物種，占地球上所有脊椎動(dòng)物的四分之一。

人類活動(dòng)對(duì)魚類的生活有影響嗎？這個(gè)問題我們都能回答。但影響到底有多大？這個(gè)問題你還能回答嗎？

人類活動(dòng)對(duì)魚類的影響有多大

該如何評(píng)估？

以往關(guān)于魚類生物多樣性研究主要集中在魚類的種類和數(shù)量的時(shí)空分布變化，即受人類影響后，河流中的魚類種類和數(shù)量是增加了還是減少了。但是隨著對(duì)生態(tài)系統(tǒng)研究的深入和方法的更新，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，單一的魚類種類多樣性并不能體現(xiàn)魚類物種間的差異。

不同魚類在生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮的功能不盡相同，在群落演變過程中也扮演了不同的角色。例如：一些小型鯉科魚類以藻類為食，會(huì)抑制水體中藻類的生長，但當(dāng)大口鱸魚入侵之后，它們會(huì)捕食小型鯉科魚類。吃藻類的魚少了，從而促進(jìn)藻類的生長。

近年來，一種基于魚類功能性狀的研究方法——功能多樣性研究逐漸發(fā)展起來，考慮魚類形態(tài)、生理、行為、生活史等等特征，來更好地量化不同魚類在生態(tài)系統(tǒng)中的作用。例如，早期該研究團(tuán)隊(duì)對(duì)魚類的10個(gè)關(guān)鍵形態(tài)指標(biāo)（體長，伸長率，口、眼、鰭的大小和位置等）研究發(fā)現(xiàn)，即使同為淡水魚類，但大家長得很不一樣。而且也存在明顯的地理分布差異，而形態(tài)特征又能夠指示很多關(guān)鍵的功能，包括攝食和游泳能力等。

全球淡水魚類形態(tài)多樣性圖譜。即使同是淡水魚，不同物種差別還是很大（圖片來源：文獻(xiàn)3）

研究團(tuán)隊(duì)提出了一種全新的生物多樣性變化指數(shù)CCBF（Cumulative Change in Biodiversity Facets），整合了六個(gè)生物多樣性維度，包括種類豐富度（單一群落本身的物種數(shù)量）、功能豐富度（功能空間大小）、系統(tǒng)發(fā)育豐富度（系統(tǒng)發(fā)育樹分支長度）、種類相異度（群落間的物種組成差異）、功能相異度（群落間的功能空間重疊程度）和系統(tǒng)發(fā)育相異度（群落間的系統(tǒng)發(fā)育樹分支重疊程度），在時(shí)間上的比率變化。

生物多樣性綜合變化指數(shù)CCBF計(jì)算框架

研究團(tuán)隊(duì)化繁為簡地將六個(gè)不同維度的單一多樣性指數(shù)變化比率整合在了一起，從而得到一個(gè)綜合變化指數(shù)CCBF，不僅可以用來對(duì)淡水魚類多樣性的變化進(jìn)行評(píng)估，也可以廣泛應(yīng)用于不同生物類群。因此CCBF計(jì)算框架為其他生物類群和生態(tài)系統(tǒng)提供了一種可以量化人類對(duì)全球生物多樣性影響的估算模型。

基于這個(gè)模型，研究團(tuán)隊(duì)調(diào)研了全球2000多條河流，幾乎覆蓋了地球上除沙漠和兩極以外的所有大陸地區(qū)，分析了超過10000條魚的數(shù)據(jù)。

（圖片來源：veer圖庫）

全球2456條河流中超半數(shù)魚類

被人類嚴(yán)重打擾

研究發(fā)現(xiàn)，超過50％的魚類受到了人類活動(dòng)的強(qiáng)烈影響 ，僅有14％的流域受到的影響很小。較少被人類打擾的河流中生活的魚類大概有3876種，僅占世界淡水魚種類的22％，這意味著保護(hù)已經(jīng)受到人類活動(dòng)影響的河流生物多樣性十分緊迫。

在研究過程中，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)現(xiàn)象：在修建大壩形成的水庫等靜水環(huán)境中，很容易看到鯉魚、大口鱸和羅非魚這三種入侵魚類。進(jìn)一步的研究表明魚類能否入侵成功與形態(tài)特征有關(guān)，這些外來引入的物種往往與本地物種親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，并且體長大于本地物種，身體伸長度較小，更能適應(yīng)這種靜水環(huán)境。不僅如此，從整體來看，大部分受到外來物種入侵的河流流域中，魚類的種類，功能和系統(tǒng)發(fā)育豐富度都有增加明顯。

環(huán)境中魚類群落的豐富度增加了，說明魚類多樣性增加，這不應(yīng)該是好事嗎？

情況并非沒有這么簡單，外來物種的入侵不單單是是增加了河流的魚類豐富度。一方面，外來物種會(huì)對(duì)本地魚類造成一定壓力，造成本地魚類數(shù)量減少，淪為瀕危或滅絕物種；另一方面，這些外來物種在不同流域間的廣泛傳播也會(huì)導(dǎo)致環(huán)境中生物同質(zhì)化現(xiàn)象，受到干擾的河流魚類群落之間的種類，功能和系統(tǒng)發(fā)育相異度減弱，即，水域環(huán)境中群落結(jié)構(gòu)和功能越來越相似。

研究發(fā)現(xiàn)全球范圍內(nèi)已經(jīng)記錄有170多種魚類完全滅絕，23%的魚類生存狀況受到威脅。因此不論是從大的全球或區(qū)域空間尺度還是從長遠(yuǎn)的時(shí)間尺度上來看，現(xiàn)階段魚類物種的增加都并不是一個(gè)好的現(xiàn)象。因?yàn)槲锓N一旦入侵成功便很難根除，而物種的滅絕更是不可逆轉(zhuǎn)的生態(tài)災(zāi)難。

工程建設(shè)、水污染......從某種角度來說，人類給世界上大多數(shù)河流流域帶來的影響和壓力都是類似的。人為干擾下，能適應(yīng)人類活動(dòng)壓力的魚類能繼續(xù)生存，而不能適應(yīng)人類活動(dòng)壓力的魚類數(shù)量減少甚至滅絕。河流中的魚類種類、功能會(huì)變得越來越類似，當(dāng)全球發(fā)生重大變化時(shí)，淡水生態(tài)系統(tǒng)也更容易被破壞。

（圖片來源：veer圖庫）

如果不采取必要保護(hù)措施，瀕危魚類的滅絕將導(dǎo)致生物多樣性的急劇改變，并危及水生生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的基本服務(wù)。值得欣慰的是，中國已經(jīng)率先做出行動(dòng)。在實(shí)施長江十年禁漁計(jì)劃之后，長江武漢段頻頻出現(xiàn)江豚身影，數(shù)量之多、次數(shù)之頻繁、持續(xù)時(shí)間之長，都是近10年來少見。這只是開始，相信該計(jì)劃的實(shí)施將能夠極大的改善長江流域的魚類及其其它水生生物的生存狀況。

然而，在地球的其它地方，情況卻十分嚴(yán)峻。尤其是歐洲，美國和澳大利亞等工業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)，大部分河流的CCBF值接近極端值12。同時(shí)在世界淡水魚類生物多樣性最為豐富的南美洲，僅有6%的河流幾乎未受到人類的影響。

人與自然相輔相成，不應(yīng)該只是一個(gè)口號(hào)，而是行動(dòng)指南，人類需要做的還有更多。

參考文獻(xiàn)：

[1] Su G., Logez M., Xu J., Tao S. Villéger S. & Brosse S. Human impacts on global freshwater fish biodiversity. Science, 2021, 371, 835–838.

[2] Su, G., Villéger, S., & Brosse, S. Morphological sorting of introduced freshwater fish species within and between donor realms. Global Ecology and Biogeography, 2020, 29, 803-813.

[3] Su G, Villéger S, Brosse S. Morphological diversity of freshwater fishes differs between realms, but morphologically extreme species are widespread. Global Ecology and Biogeography. 2019 28, 211-21.

[4] https://www.bilibili.com/video/BV19h411y7PD?p=1&share_medium=iphone&share_plat=ios&share_source=COPY&share_tag=s_i×tamp=1612076105&unique_k=kgmA

作者簡介：

蘇國歡:博士畢業(yè)于法國圖盧茲第三大學(xué)，目前在德國亥姆霍茲德累斯頓羅森多夫研究中心從事博士后研究，主要從事全球淡水魚類的地理分布及多維度生物多樣性的研究

徐軍研究員：博士生導(dǎo)師，中國科學(xué)院水生生物研究所，主要從事食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)，生態(tài)系統(tǒng)功能，氣候變化與多重環(huán)境壓力研究

來源： 科學(xué)大院，中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心監(jiān)制


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