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东海六个国家级海洋保护区鱼类多样性和连通性
姜熠辉, 刘岳, 曾旭, 林喆滢, 王楠, 彭吉豪, 曹玲, 曾聪
生物多样性    2024, 32 (6): 24128-.   DOI: 10.17520/biods.2024128
摘要   (706 HTML37 PDF(pc) (1130KB)(807)  

全球气候变化和人类活动影响对沿海生态系统造成了巨大压力, 而建立海洋保护区网络被认为是应对这双重压力的重要手段。为了保护东海丰富的生物资源, 我国自20世纪末已建立了多个保护区, 但目前生物多样性以及连通性的研究不足以有效支撑东海生物多样性保护与可持续发展。为此, 本研究选取了东海城洲岛国家级海洋公园(城洲岛)、深沪湾海底古森林遗迹国家级自然保护区(深沪湾)、湄洲岛国家级海洋公园(湄洲岛)、平潭综合实验区海坛湾国家级海洋公园(平潭岛)、洞头国家级海洋公园(洞头岛)和玉环国家级海洋公园(玉环) 6个国家级海洋保护区, 在保护区内近岸海域采集不同季节的eDNA样品并测量水环境参数, 通过对鱼类群落组成分析预测保护区间的生物多样性及其潜在连通性。在采集到的71个样品中, 共获得了5,069,193条序列, 包括46,309个分子操作分类单元(molecular operational taxonomic units, MOTUs), 其中保护区内共享MOTUs的丰度占比基本都超过40%。虽然不同保护区间环境参数存在显著差异, 但是生物多样性指数和群落组成差异性检验显示不同保护区间鱼类组成不存在显著差异(P > 0.05), 仅存在季节差异。高占比的共享MOTUs以及无显著空间分化的群落组成可能意味着这些保护区间存在较强的连通性, 具备建立海洋保护区网络的潜力。对保护区生态网络结构的进一步分析表明, 不同保护区的生态网络存在差异, 洞头岛、玉环、深沪湾保护区的网络结构较为稳健, 而湄洲岛和平潭岛保护区则相反, 这表明不同保护区的保护效果存在一定差异, 这可能与保护区的面积和管理有关。本研究不仅为东海近岸群落连通性研究提供了参考, 同时也为东海保护区的管理和建设提供直接支撑。


分组 Group 温度 Temperature (℃) 盐度 Salinity 溶解氧 DO (mg/L) 酸碱度 pH 浊度 Turbidity (NTU)
城洲岛 CZD 22.11 ± 5.30a 32.65 ± 1.24b 7.05 ± 0.58b 7.79 ± 0.21a 10.99 ± 6.28a
深沪湾 SHW 23.19 ± 7.96a 32.84 ± 1.56b 6.43 ± 0.37a 7.88 ± 0.18a 40.52 ± 43.86ab
湄洲岛 MZD 20.69 ± 5.98a 31.80 ± 1.46b 7.12 ± 0.86b 8.13 ± 0.45a 32.82 ± 18.00b
平潭岛 PTD 20.43 ± 7.53a 31.91 ± 1.68b 7.05 ± 0.85b 7.95 ± 0.17a 26.10 ± 25.73ab
洞头岛 DTD 20.36 ± 6.41a 28.34 ± 0.73a 7.14 ± 0.71b 8.50 ± 1.06a 65.98 ± 36.21b
玉环 YH 20.80 ± 7.24a 28.65 ± 0.74a 7.35 ± 0.96b 7.87 ± 0.27a 405.73 ± 656.86b
冬季 Winter 14.46 ± 1.93a 30.24 ± 1.51a 6.73 ± 1.01a 8.12 ± 0.09c 49.86 ± 37.92b
春季 Spring 15.71 ± 1.50b 30.26 ± 1.61a 7.63 ± 0.78b 8.47 ± 0.89c 28.66 ± 27.92a
夏季 Summer 29.88 ± 2.57d 32.19 ± 3.16a 6.81 ± 0.54a 7.86 ± 0.10b 258.26 ± 568.82c
秋季 Autumn 24.56 ± 1.05c 31.31 ± 1.75a 6.90 ± 0.29a 7.65 ± 0.10a 53.49 ± 31.56b
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表2 不同海洋保护区和季节间环境参数比较
正文中引用本图/表的段落
方差分析发现, 溶解氧和浊度在不同保护区和季节间都存在显著性的差异(P < 0.05) (表2)。不同保护区全年环境参数中, 温度和pH未发现显著性差异(P > 0.05)。洞头岛和玉环的盐度极显著低于其他4个保护区(P < 0.01)。对于溶解氧, 深沪湾(6.43 ± 0.37 mg/L)显著低于其他保护区(P < 0.05)。对于浊度, 城洲岛(10.99 ± 6.28 NTU)极显著低于湄洲岛、洞头岛和玉环(P < 0.01) (表2)。
在不同季节中, 盐度未发现显著性差异。对于温度, 冬季最低(14.46 ± 1.93℃), 夏季最高(29.88 ± 2.57℃), 四季彼此间均存在显著差异(P < 0.05)。春季的溶解氧显著高于其他季节(P < 0.05)。对于酸碱度, 夏季和秋季的pH均与其他季节存在显著差异(P < 0.05)。对于浊度, 春季显著低于其他季节(P < 0.05), 夏季显著高于其他季节(P < 0.05), 而冬季和秋季间无显著差异(表2)。
多元置换方差分析的结果显示, 无论是基于Jaccard还是Bray-Curtis距离的检验中, 鱼类群落组成在季节上存在极显著差异(P < 0.001), 而不同区域间鱼类群落组成没有显著性差异(P > 0.05) (表4)。组间多重比较进一步表明, 不同季节的群落差异主要存在于冬、春两季与夏、秋两季之间。主成分分析发现, 不考虑MOTUs丰度情况下, 并不能明显区分保护区和季节间群落组成差异(图2A)。在结合MOTUs丰度信息后, PCA的结果显示春、秋两季样品呈现明显差异, 而保护区间则没有呈现出任何明显区分(图2B)。群落组成差异与地理距离的相关性分析显示, 除了冬季样品以外, 其他季节以及全年的样品随着空间上距离的增大, 群落组成差异也随之增大(图3), 但这一趋势并没有达到显著水平(P > 0.05)。
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