
近日,中国科学院昆明动物研究所陈小勇团队以澜沧江下游重要支流补远江为研究区域,系统探讨了鱼类分类、系统发育以及功能多样性的特征及其生态驱动机制,揭示了不同维度鱼类多样性之间的差异及其对环境和空间因素的不同响应,为热带河流鱼类多样性保护和流域生态管理提供了新的科学依据。
淡水生态系统是全球生物多样性的重要组成部分,但其在气候变化和人类活动的双重影响下,生物多样性正面临严峻威胁。鱼类作为河流生态系统的重要组成部分,揭示其多样性分布格局及驱动机制,对流域生物多样性保护和生态修复具有重要意义。以往研究主要关注鱼类分类多样性,对反映物种进化历史的系统发育多样性和生态功能差异的功能多样性关注不足,难以全面揭示鱼类群落的生态特征。补远江作为澜沧江下游最为重要的一级支流,具有较高的鱼类多样性和重要的生态保护价值,但近年来受到多种人类活动的干扰。目前,该流域鱼类多样性研究仍以物种组成和分类多样性为主,缺乏对多维度多样性格局及其驱动机制的系统认识。
为深入揭示补远江鱼类多样性的空间分布特征,研究团队于2023年4月在补远江干流及主要支流设置15个采样点(图1),开展了系统的鱼类生态学调查,并采集鱼类标本1593尾,隶属于5目12科29属42种。研究团队在后续多样性分析中剔除了外来鱼类,以更加准确地反映流域土著鱼类的多样性特征。在此基础上,研究人员综合鱼类物种组成、分子系统发育关系和功能性状信息,从分类、系统发育和功能多样性三个维度,分别分析了采样点内部的alpha多样性和采样点之间的beta多样性,并进一步将beta多样性分解为物种周转和嵌套两个组分,以揭示鱼类群落空间差异的形成机制。
研究发现,补远江鱼类群落在不同多样性维度上表现出明显不同的空间分布格局(图2)。进一步分析发现,分类和系统发育beta多样性主要由其周转组分驱动,其贡献率分别达到82.0%和70.5%,说明不同河段之间存在较明显的物种及进化历史替换现象。相反,功能beta多样性则主要由嵌套组分驱动,贡献率为53.0%,表明不同河段鱼类群落所具有的生态功能存在一定的嵌套关系。此外,不同维度多样性之间虽然存在一定相关性,但也表现出一定程度的相对独立性(图3)。这意味着物种数量较多的河段,并不一定同时具有较高的系统发育多样性或功能多样性,单一维度的多样性指标难以有效地反映鱼类群落的多样性特征。
为揭示鱼类多样性格局的驱动机制,研究团队结合环境和空间变量,采用相关性分析、距离冗余分析及变差分解等方法,探讨了不同因素对鱼类多维度多样性的影响。结果表明,环境和空间因素对不同多样性维度的影响存在差异。其中,分类和功能beta多样性及其周转组分主要受环境因素影响,而嵌套组分则受空间因素的影响更大;系统发育beta多样性对环境和空间因素的响应均较弱(图4)。此外,环境和空间变量与鱼类alpha多样性表现出一定相关趋势,但经多重检验校正后均未达到显著水平。研究表明,不同维度鱼类多样性的形成机制存在差异,凸显了环境异质性和空间过程在鱼类群落构建中的不同作用。
总而言之,分类、系统发育和功能多样性所反映的信息之间具有重要的互补性,单一多样性指标难以全面反映鱼类群落的生态特征。因此,补远江鱼类多样性的保护应综合考虑不同河段的物种组成、进化历史以及生态功能,重点保护具有独特鱼类群落组成及较高功能多样性的关键生境,并加强河流生态连通性保护。研究深化了对热带河流鱼类多样性格局及其驱动机制的认识,为澜沧江—湄公河流域鱼类多样性保护与生态修复提供了科学依据。相关研究成果以Different facets of diversity reveal different patterns of fish assemblages in tropical rivers: The Buyuan River (China)为题,10月22日在线发表于国际生态学期刊Global Ecology and Conservation。中国科学院昆明动物研究所博士毕业生李苗为该论文第一作者,昆明动物所研究员陈小勇与云南省渔业科学研究院副研究员付贵权为共同通讯作者。研究得到了中国科学院东南亚生物多样性研究中心项目(Y4ZK111B01)、云南省科技厅项目(202403AC100028)以及罗梭江土著鱼类生活史与洄游习性研究(7XSBN020240600001)项目的共同资助。原文链接:https://doi.org/10.1016/j.gecco.2026.e04477.

图1 补远江流域采样点分布图

图2 补远江鱼类分类、系统发育以及功能beta多样性及其周转与嵌套组分。

图3 补远江鱼类分类、系统发育以及功能beta多样性之间的关系

图4 补远江鱼类分类、系统发育以及功能beta多样性的驱动因素
