海洋生物地理学是研究海洋生物地理分布时空格局、形成过程及其影响因素的学科,对于生物多样性保护、生态系统结构稳定以及海洋资源可持续利用具有重要支撑作用.物种分布模型是研究物种地理分布变化的重要手段,其发展对于海洋生物地理学的发展具有重要的推动作用.本文综述了中国海洋生物地理学的发展历程和现状;提供了物种分布模型的定义、类型、发展历程及相关重要数据库;整理分析了中国海洋生物地理学研究中的部分热点问题,主要涉及全球变化下海洋生物分布区变化、海洋生物谱系地理结构、海洋生物入侵、种群连通性、海洋保护规划、海洋生态修复、海洋生物对极端环境适应、海洋渔业资源管理和海水养殖规划等.本文同时对海洋生物地理学研究的未来发展进行了展望,强调了改进物种分布模型的重要性,提出要强化环境和生物数据库建设,加强海洋生物地理学与其他学科的交叉融合等.本综述对于今后我国海洋生物地理学的研究,尤其是物种分布模型在相关领域中的应用具有参考价值.

为掌握瓯江口海域鱼类早期资源现状及其与主要环境因子之间的关系,基于2021年春季(5月)、夏季(8月)和秋季(11月)对瓯江口海域内25个站位的表层水平拖网数据和温度、盐度及pH等基础水文调查数据,对该海域鱼卵、仔稚鱼的物种优势度、生物多样性和群落结构特征等进行分析,同时探讨优势种侧带小公鱼属鱼类(Stolephorus spp.)资源分布与环境因子之间的关系.结果表明:3个航次调查共采集鱼卵8427粒,仔稚鱼40365尾,共鉴定49种,隶属于12目23科39属,以鲈形目(Perciformes)为主要类群,在发育阶段上以前弯曲期仔鱼居多,按照生态类型划分主要以海洋性与河口性鱼类为主.调查海域内不同季节采获鱼卵、仔稚鱼的种类、数量和密度有所差异,平均密度在0.07-4.72粒(尾)/m3,春季最高分别为34种、38083粒(尾)和4.72粒(尾)/m3.在空间分布上,鱼卵沿着瓯江口由内向外呈递增趋势,而仔稚鱼则呈递减趋势.同时各季节鱼卵、仔稚鱼生物多样性的差异性较为显著,春季的多样性指数(H')和均匀度指数(J')均为最高,丰富度指数(D)最高值出现在夏季.调查海域内各季节鱼卵、仔稚鱼的优势种组成差异较大,除共有优势种侧带小公鱼属鱼类外,春季、夏季和秋季航次的主要优势种分别为虾虎鱼科鱼类(Gobiidae spp.)、凤鲚(Coilia mystus Linnaeus)和舌鳎属鱼类(Cynoglossus sp.1).利用相对重要性指数IRI计算物种优势度,结果显示侧带小公鱼属鱼类的优势度在所有航次中均为最高,通过分析其与环境因子的关系,发现与盐度的相关性最高(P<0.01),与温度相关性最低(P<0.05).经与历史资料对比,推测春季北龙岛附近海域是鱼类重要的产卵场,高温高盐弱碱的水文环境更有利于侧带小公鱼属鱼类的生长和繁育,这为瓯江口海域鱼类资源养护管理和渔业生态环境的保护提供了参考依据.

海洋保护地在主要承担典型海洋生态系统、珍稀濒危物种、重要自然资源自然遗迹和人文资源有效保护的同时,兼具生态功能维持、资源可持续利用与社区经济持续发展等多重任务,普遍面临着生态保护与社区生计发展间的依赖-冲突关系,探究社区生计与生态系统服务间的依赖关系,对实现海洋保护地与社区协调发展具有重要意义.基于山东长岛海洋保护地的415户社区居民的调研数据,运用可持续生计分析框架和生态系统服务依赖度模型,分析社区居民的生计资本和生态系统服务依赖度(IDES)的特征,进一步结合多元回归模型探究生计资本对IDES的影响.结果表明:(1)社区居民生计资本得分呈现出由渔业主导型向务工主导型、旅游主导型、渔业兼业型递增的总趋势,且不同类型社区居民的生计资本结构具有较大差异;(2)渔业兼业型和旅游主导型社区居民从生态系统获取的收益显著高于其它居民,IDES总指数由大到小排序依次为渔业主导型、旅游主导型、渔业兼业型、务工主导型,且渔业主导型生计的供给服务依赖度显著高于其他类型,文化服务依赖度最低;(3)生计资本对不同类型居民的供给、文化服务依赖度的影响存在差异,海上养殖规模、渔业作业范围、接受政府技能培训次数、生态补偿政策、社会组织参与程度、旅游扶持政策惠及程度等指标是平衡居民生态系统服务依赖结构的关键.基于此,从不同类型居民以及当地政府多个角度提出提高长岛海洋保护地社区居民生计资本水平,优化生态系统服务依赖结构的建议,以期为实现海洋保护地与社区的协调发展提供参考借鉴.

为探究局地尺度下近岸岛礁海域之多变水体环境、极高空间异质性对生物群落的影响,于2020-2021年4个季度在大陈岛礁海域底拖网采样,利用等级聚类(cluster)、非度量多维标度(NMDS)等多元统计方法分析甲壳类群落结构的时空格局,并整合温度、盐度、深度等环境因子进行冗余分析(RDA)以解析影响因素,同时利用丰度生物量曲线(ABC)及W统计量评估群落稳态.结果显示:全年共采集甲壳类53种,隶属2目13科29属,虾类占总种类数的56.60％,种类数秋季(43种)＞冬季(41种)＞春季(31种)＞夏季(26种).优势种的季节更替明显,夏秋季以哈氏仿对虾(Parapenaeopsis hardwickii)、中华管鞭虾(Solenocera crassicornis)和三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)为代表的中大型经济种为主,冬春季则以双斑蟳(Charybdis bimaculata)和细巧仿对虾(Parapenaeopsis tenella)为代表的小个体饵料种为主,口虾蛄(Oratosquilla oratotria)在各个季节皆为优势种.甲壳类资源密度季节间变化明显,空间分布不均,呈现秋季最高,春季最低,夏秋两季极显著高于冬春季(P＜0.001),且近岩礁区资源密度最大,河口侧浅水区最小的特点.受洄游物种的季节性迁移和选择性分布,以及岛礁系统内水文环境的区域分化等因素影响,甲壳类群落结构具有显著的季节和空间差异,形成夏秋季异质性高,冬春季相似性大,河口侧浅水区与外侧深水区分化程度突出的格局.底层水温、底层盐度、底层溶氧和水深等环境因子与群落异质性存在显著关系.ABC曲线表明甲壳类群落状态稳定,具有较强的抗干扰能力.研究表明,大陈岛礁海域优势甲壳类季节变动强烈,且在局地尺度上一定程度表现出区域化的群落结构,但皆保持着较高的资源水平,对当地渔业资源的维系发挥着积极作用,也为当地海洋牧场的功能设计提供了资源基础.

偶见种由于其个体数或出现频率较少,在群落生态学研究中往往被忽略,但其与生物多样性维持和海洋保护具有紧密联系.为阐明海州湾偶见鱼类的时空分布特征及变化趋势,本研究基于2013-2019年海州湾渔业资源调查数据,使用相对重要性指数(IRI)、分布重心法和Mann-Kendall趋势检验等方法,分析海州湾偶见鱼类的种类组成,选取其中9个偶见种分析了其相对生物量的空间分布以及相对生物量和出现频率的年际变化趋势.结果表明:海州湾多年调查捕获鱼类共93种,其中,IRI＜10的鱼类有61种,表明海州湾存在大量偶见鱼类.选取的9个偶见种具有明显的空间分布特征,其中,虻鲉、繸鳚和孔鳐主要分布在海州湾东部海域,栖息范围广阔,油魣和刀鲚、带纹条鳎分别分布于海州湾西部、南部海域,其余主要分布在海州湾西南部海域.在其生物量的年际变化方面,凤鲚、孔鳐、繸鳚、油魣的生物量和出现频率呈现波动性变化,红狼牙虾虎鱼、小头栉孔虾虎鱼的生物量呈现上升趋势,带纹条鳎、刀鲚、虻鲉的生物量和出现频率均逐渐下降,近年再无捕获.本研究加深了对偶见种时空分布的理解,对保护偶见生物资源和物种多样性具有指导意义,为建立海洋保护区提供了科学支撑.

全球渔业衰退是21世纪人类面临的重要挑战之一.为了有效地遏制鱼类资源的衰退,精确的鱼类生态调查是其首要任务.传统的鱼类监测以渔获物采集与形态学鉴定为主,往往耗时耗力且效果不佳,已无法满足现阶段大尺度上的精确调查.环境DNA(eDNA)技术作为一种近年来新兴的鱼类生态调查方法,其与传统方法相比具有灵敏度高、经济高效、采样受限小且对生态系统无干扰的优势,目前其已被广泛地应用于鱼类物种监测、多样性调查、生物量评估以及繁殖活动监测等方面的研究.然而,eDNA技术在鱼类生态学研究的具体应用中暴露出的一些问题将会影响其监测结果的精确性,诸如操作流程的不规范、基因数据库的不完善以及eDNA在环境中生态学过程的不明确等.鉴于上述原因,首先对eDNA技术的发展历程、分析流程以及eDNA技术在鱼类生态学研究领域中的研究进展进行了综述,而后着重分析了 eDNA技术的发展当前所面临的困难与挑战,并提出了相应的解决方案,最后对eDNA技术未来在鱼类生态学研究领域中的发展趋势做出了展望.通过本研究,以期能够为eDNA技术在鱼类生态学领域中的准确应用提供理论基础.

近海游泳动物的调查可以丰富生物多样性数据库,摸清渔业资源现状及变化趋势,并为当地渔业的有效管理提供基础数据支撑.为了解闽东近海游泳动物种类组成、密度及群落结构等特征,本研究于2021年春季(4月)和秋季(10月)在该海域布设8个站位进行游泳动物底拖网调查,应用相对重要性指数(index of relative importance,IRI)、多样性指数、数量生物量比较曲线(abundance biomass comparison curve,简称ABC曲线)、非度量多维标度(non-metric multidimensional scaling,NMDS)、相似性百分比分析(similarity percentage analysis,SIMPER)及生物-环境变量相关性(biota-environment matching,BIOENV)等方法,分析了游泳动物的物种多样性及群落特征.结果显示两个季度共捕获游泳动物147种,春季优势种表现出小型低值的特点,而秋季优势种则以经济价值较高的种类为主,其中龙头鱼(Harpadon nehereus)是唯一一种在春秋两季均占优势的种类(IRI＞4,000).春季的游泳动物物种数显著低于秋季(P＜0.05).基于质量计算的Shannon-Wiener多样性指数(HBW)在春季显著低于秋季(P＜0.05),且春季游泳动物种间亲缘关系较近,平均分类差异指数较低.游泳动物密度中,春季平均尾数密度和平均质量密度分别为 16.9 × 103±14.5 × 103 ind./km2和474.0±362.0 kg/km2,极显著低于秋季的240.8 × 103±178.6 × 103 ind./km2和2,587.5±1,495.5 kg/km2(P＜0.01).春季鱼类幼体尾数比例极显著低于秋季(P＜0.01).ABC曲线表明,游泳动物群落受到中等甚至严重干扰,且秋季尤为严重.游泳动物群落结构表现出极显著的春秋季差异(P＜0.01),与群落结构相关性最高的环境因子组合为温度和溶解氧(r=0.548,P＜0.01).本研究揭示了闽东近海游泳动物平均质量密度在经历2017年低值后目前恢复到2007年的水平.春秋季调查分别在伏季休渔期前后开展,如果能做到长期和持续的跟踪调查,可以为今后休渔期成效的评估提供依据.

样本量大小影响估算鱼类种群动态和鱼类群落特征的准确性和精确度.本文以淀山湖渔业资源调查为例,研究估算淀山湖鱼类群落特征所需的样本量大小.2010年7月-2011年6月研究期间每月进行一次淀山湖渔业资源调查,共捕获14科45种鱼类.利用重采样方法,估算淀山湖渔业资源调查最优调查频次和最佳站点数.结果表明:在淀山湖渔业资源调查中,站点数和调查频次呈负相关关系;保持95％的探测率探测90％的物种,每年调查11和12次相应需要设置21和19个站点.Shannon多样性指数随着每次调查站点数的增多而变大,增长到一定程度之后逐渐趋于稳定.淀山湖鱼类群落的物种多样性调查最佳站点数为21.本文的研究方法和结果可以为其他类似研究提供借鉴.

中国沿海湿地拥有极其丰富的生物多样性,不仅支撑着具有国际意义的东亚-澳大利西亚鸟类迁飞路线上的数百万迁徙水鸟,还孕育着丰富的渔业资源,也是全球生物多样性的重要组成部分.然而我国沿海湿地保护还受湿地环境污染和外来物种入侵等威胁.《中国沿海湿地保护绿皮书》是介绍中国沿海湿地健康状况、保护进展与热点问题的双年度评估报告.重点介绍中国沿海湿地保护十大进展和最值得关注的十块滨海湿地.

沙带鱼是带鱼科中一种重要的海洋经济鱼类,广泛分布于印度-西太平洋海域.近年来,过度捕捞和渔业生态环境变化使沙带鱼的自然资源和种群结构受到了严重影响.因此,为了制定出科学合理的资源保护和管理措施,急需开发出大量多态的沙带鱼微卫星位点以促进其种群遗传学研究.本研究采用SLAF-seq技术,首次在沙带鱼基因组DNA中筛选出28个多态性微卫星位点.每个位点的等位基因数为2～18,平均值9.11;观测杂合度和期望杂合度分别为0.077～0.871(平均值0.634)和0.151～0.942(平均值0.711);各位点多态信息含量为0.137～0.919,平均值0.670.经过Bonferroni校正后,有3个位点显著偏离哈迪-温伯格平衡(HWE),并显示出较高的近交系数和无效等位基因频率,其余25个位点均符合HWE.这些多态性微卫星DNA标记可为沙带鱼的种群遗传资源研究提供有效的分子标记和技术支撑.此外,跨物种扩增结果表明,有19个微卫星标记在4种带鱼属鱼类中具有较好的通用性,这些标记可为阐明带鱼科属间或种间的系统进化关系提供薪的研究手段和视角.