长江禁渔初期时期,石臼湖及其连通水道中淡水贻贝(Unionida)的群落多样性模式

《Global Ecology and Conservation》:Community Diversity Patterns of Freshwater Mussels (Unionida) in Shijiu Lake and Its Connected Channels During the Early Period of the Yangtze River Fishing Ban

【字体: 时间:2025年12月05日 来源:Global Ecology and Conservation 3.4

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  淡水贝类群落多样性评估与环境影响研究。2024年干湿两季对Shiftiu Lake及Guxi River开展68个样线系统调查,记录22种贝类(含12种中国特有物种),发现湖生物质量(17.17 g/m2)显著高于河流(2.88 g/m2),但河流物种丰富度更高(Margalef指数3.27 vs 2.85)。环境因子分析表明水流速度是物种分布最关键因素(P<0.05),同时水深、底质类型和透明度具有显著影响。研究证实禁渔政策有效促进贝类群落恢复,湖中濒危物种Aculamprotula fibrosa重现,但需警惕Dangtu Sluice工程可能改变水文连通性带来的长期影响。

  
本研究以长江流域下游唯一仍保持河湖连通的池州 Shijiu 湖及其干流河段 Guxi River 为对象,系统调查了2024年禁渔政策实施后的 mussel(Unionidae)群落多样性及其环境驱动机制。研究团队通过分层抽样设计,在丰水期(8-9月)和枯水期(11-12月)分别开展两次重复采样,共建立68个固定样线,覆盖湖泊中心区、近岸带以及河流中游、近岸带等典型生境。研究发现该水域记录到22种 mussel,包含12个中国特有物种,其群落结构呈现显著的生境特异性与环境适应性特征。

### 一、群落基础特征
Shijiu 湖 mussel 群落表现出明显的正向选择特征(K-Strategy),其生物量密度达17.17±12.77 g/m2,显著高于 Guxi River 的2.88±3.20 g/m2(p<0.01)。尽管物种丰富度(Margalef 指数3.27 vs 2.85)和多样性(Shannon-Wiener 指数2.48 vs 2.12)在河流中表现更优,但湖泊内 dominant species(优势种)Cristaria plicata 和 Sinanodonta woodiana 占据了总生物量的77.2%,其中前者单种生物量占比达69.2%。这种 large-sized mussel 的优势种群结构,与湖泊水域的缓流特性(平均流速<0.5 m/s)、高透明度(<0.3 m)及有机质丰富的底质密切相关。

### 二、时空动态特征
季节对比显示,枯水期 mussel 群落呈现显著扩张态势:密度从丰水期的0.045±0.064 ind/m2激增至0.097±0.070 ind/m2(增幅113%),生物量更从1.38±2.59 g/m2跃升至20.35±24.05 g/m2(增幅14.8倍)。这种聚集现象源于水位下降导致的生境压缩效应,约60%的 mussel species 在枯水期呈现密度倍增趋势。值得注意的是,该阶段Shijiu Lake近岸带( littoral zone)的物种均匀度(Pielou指数0.87)显著高于中心区(0.80),而 Guxi River 河道中心(deep channel)的物种均匀度(0.53)却显著低于近岸带(0.87),表明生境破碎化对群落结构的影响存在方向性差异。

### 三、环境驱动机制
通过冗余分析(RDA)揭示,水体流速(Flow Velocity)和环境透明度(Water Transparency)构成 mussel 群落分布的主要梯度轴(解释方差52.78%)。具体表现为:
1. 流速梯度:高速区(>0.5 m/s)仅占 mussel 总数的12%,其中 Schistodesmus spineus 和 Lamprotula caveata 等小型种类占主导(密度占比达63%)
2. 透明度梯度:低透明度区(<0.3 m) mussel 生物量占比达81%,Cristaria plicata 在浑浊水体中生物量优势度提升至92%
3. 底质类型:有机质丰富的淤泥质底(占比41%的采样点) mussel 生物量是石质底(18%采样点)的2.3倍

### 四、群落稳定性评估
ABC 曲线分析显示,Shijiu Lake 的 W 值为0.289,表明其群落结构具有较高稳定性(接近 K-Strategy 的典型值0.25-0.30)。而 Guxi River 的 W 值仅0.033,显示其群落正经历扰动(接近 r-Strategy 的0.01-0.05区间)。 NBSS(标准化生物量大小谱)分析进一步揭示:
- 湖区:负相关斜率5.04(R2=0.23),表明生物量分配符合正态分布,能量向大型个体集中
- 河流区:负相关斜率2.02(R2=0.12),显示中小型个体占比显著提升(<50g 个体占比达68%)

### 五、生态管理启示
研究证实禁渔政策实施后,Shijiu Lake 的 mussel 群落呈现三个维度的恢复:
1. 物种维度:较2009年历史调查新增4个濒危物种(包括国家二级保护种 Aculamprotula fibrosa)
2. 空间维度:近岸生境的物种均匀度提高27%,暗示生境边缘效应减弱
3. 功能维度:生物量周转率(Biomass Turnover Rate)从0.38 g/m2·d 提升至0.67 g/m2·d,显示生态系统服务功能增强

研究特别指出 Dangtu 潮闸工程可能引发的连锁反应:
- 春季禁渔期(3-5月)水位调控可能造成 glochidia(幼体)的滞留率增加,使宿主鱼类感染率提升
- 枯水期河流连通性中断可能导致12%的 mussel species(如 Lamprotula leai)出现遗传多样性衰减
- 建议实施动态水位调控策略,在4-6月维持10% aboveground water flow,确保 mussel 繁殖期的生态连通

### 六、研究局限与展望
当前研究存在三个关键局限:
1. 采样密度不足(平均30 m2/样线),可能低估微生境多样性
2. 未建立 mussel-宿主鱼类的时空关联模型
3. 气候变暖导致的极端水文事件频率未纳入评估

后续研究建议:
- 构建 mussel species-环境因子的机器学习预测模型
- 开展10年以上的连续监测以量化种群重建速率
- 进行生态网络分析(Ecological Network Analysis)揭示群落互作机制

该研究为长江流域河湖共治提供了重要科学依据,其揭示的"缓流+高浊度"生境对 mussel 群落的正向选择效应,可推广至长江中下游其他湖泊系统的生态修复实践。特别是发现枯水期 mussel 群落的聚集效应具有时空可塑性,为制定季节性生态流量阈值提供了新思路。
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