海洋所在全球氣候變化對典型海洋生境魚類適生區(qū)驅(qū)動研究取得新進展
近日,國際海洋與淡水生物學Top期刊Marine Pollution Bulletin在線發(fā)表了題為“Prediction of suitable habitat shifts and assessment of ecological niche overlaps for three Tridentiger species with intertidal and subtidal characteristics under future climate change”的文章,報道了中國科學院海洋研究所在未來氣候變化對典型生境下(潮間帶和潮下帶)海洋魚類物種適生區(qū)動態(tài)驅(qū)動及生態(tài)位疊加評估研究方面的最新結(jié)果。
如何精確預測和描述物種對全球變化的響應(yīng)過程是保護生態(tài)學研究所面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。海洋生物對全球氣候變化的敏感性越來越多地通過SDM方法被預測和描述,但極少考慮到不同生態(tài)位下物種間對氣候變化的響應(yīng)差異。本研究比較了典型潮間帶物種(紋縞蝦虎魚、雙帶縞蝦虎魚)與潮下帶物種(髭縞蝦虎魚)對全球氣候變化的響應(yīng)差異并明確了關(guān)鍵環(huán)境因子對不同生境縞蝦虎魚物種分布的驅(qū)動作用。

縞蝦虎魚適生區(qū)驅(qū)動及生態(tài)位疊加研究設(shè)計
縞蝦虎魚(Tridentiger)主要棲息在西太平洋的熱帶、亞熱帶和溫帶淡水或半咸水環(huán)境,主要攝食底棲小型生物,同時也是中華鱘等珍稀保護物種的餌料生物,處于食物鏈的中下游,生態(tài)地位十分重要??c蝦虎魚作為生態(tài)指示旗艦物種,極易受到環(huán)境變化的影響,預計未來全球氣候變化下會導致其棲息地適生區(qū)發(fā)生劇烈變遷甚至是喪失。考慮到縞蝦虎魚作為眾多經(jīng)濟魚類、瀕危物種的餌料,其生態(tài)位變動對漁業(yè)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定具有重要的支撐作用,因此,系統(tǒng)解析不同生境下縞蝦虎魚對全球氣候變化的響應(yīng)策略至關(guān)重要。
三種縞蝦虎魚采樣點和Biomod2模型偽缺失分布數(shù)據(jù)模擬
海洋研究所李軍研究團隊綜合采用物種分布模型(SDM)和生態(tài)位評估模型(ENM),系統(tǒng)解析了典型生境下三種縞蝦虎魚的適宜棲息地動態(tài)轉(zhuǎn)移變化,并首次量化了潮間帶及潮下縞蝦虎魚生態(tài)位重疊度。研究首次發(fā)現(xiàn)離岸距離、初級生產(chǎn)力和溫度等環(huán)境因子是影響潮間帶和潮下帶縞蝦虎魚適生區(qū)分布的主要驅(qū)動因子,對三者適生區(qū)的分布貢獻率達到了94%。SDM最大熵模型(Maxent)評估結(jié)果首次發(fā)現(xiàn)除西太平洋沿岸外紋縞蝦虎魚和髭縞蝦虎魚全球范圍內(nèi)還存在4個熱點適生區(qū),分別位于東太平洋的西雅圖和加利福尼亞沿岸、西大西洋的紐約、新澤西州沿岸、東大西洋的阿姆斯特丹、布魯塞爾等周邊沿岸、南美洲的烏拉圭和馬德普拉塔沿岸;除西太平洋沿岸外雙帶縞蝦虎魚存在3個熱點適生區(qū),分別位于西大西洋的新澤西州和特拉華沿岸、東大西洋的弗倫斯堡和阿姆斯特丹沿岸、南美洲的烏拉圭北部沿岸。

縞蝦虎魚熱點適生區(qū)、質(zhì)心轉(zhuǎn)移及生態(tài)位疊加結(jié)果
與以往研究不同,本研究還進一步發(fā)現(xiàn),未來氣候變化下營泥沙質(zhì)穴居生活習性的縞蝦虎魚適生區(qū)發(fā)生了顯著的局域擴張和收縮事件,但未發(fā)生適生區(qū)的極向遷移。生態(tài)位疊加分析結(jié)果顯示,紋縞蝦虎魚與髭縞蝦虎魚生態(tài)位重疊度最大,種間的適宜生境重疊面積達到44.7 105km2,分別占紋縞蝦虎魚和髭縞蝦虎魚適宜生境總面積的25.2%和40.6%。研究證實紋縞蝦虎魚可以同時適應(yīng)潮間帶和潮下帶生境,其適生區(qū)的分布區(qū)范圍更廣,對未來全球氣候變化的適應(yīng)能力更強。該研究首次發(fā)現(xiàn)具有特定生活史的潮間帶魚類物種可能對環(huán)境變化更具有韌性,研究為典型潮間帶和潮下帶物種響應(yīng)全球氣候變化策略提供了新的見解。此外,本研究的結(jié)果為未來的海洋生態(tài)系統(tǒng)物種保護和管理提供參考
中國科學院海洋研究所為文章第一完成單位,青島農(nóng)業(yè)大學聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生陳少華為論文第一作者,肖永雙副研究員和李軍研究員為文章共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、中國科學院海洋大科學研究中心重點部署項目(前沿交叉類)、國家重點研發(fā)計劃和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系國家海水魚體系等項目的聯(lián)合資助。
文章目錄:
Shaohua Chen, Yongshuang Xiao*, Zhizhong Xiao, Daoyuan Ma, Jun Li*, Angel Herrera-Ulloa. Prediction of suitable habitat shifts and assessment of ecological niche overlaps for three Tridentiger species with intertidal and subtidal characteristics under future climate changes. Marine Pollution Bulletin. 2024,198:115827. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2023.115827.
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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0025326X23012626?dgcid=author
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