长江中华鲟(Acipenser sinensis)保护——反思、改革和创新

长江水生生物保护面临巨大挑战,加强长江水生生物保护是当前国家的战略需求.中华鲟(Acipenser sinensis)是长江的旗舰物种,也是1980s葛洲坝救鱼的唯一物种.经过近40年努力和数以亿计的投入,中华鲟的种群数量持续衰退,走到濒临灭绝的边缘.如果不能很好汲取中华鲟保护的教训,长江水生生物保护将难以走出困境.本文回顾了葛洲坝救鱼以来中华鲟保护的历程并进行评价,我们认为:回避或轻视长江梯级水坝的影响,就难以准确认识中华鲟种群衰退的定量影响机制,也不可能采取针对性措施.因此,要避免重蹈中华鲟的覆辙,对中华鲟保护工作进行全面反思、改革和创新,是长江水生生物保护面临的重大战略问题.     

葛洲坝下中华鲟(Acipenser sinensis)性腺退化严重吗？

葛洲坝对中华鲟(Acipenser sinensis)性腺发育的影响,是一个存在争议的问题,其影响程度直接关系到中华鲟的种群生存.利用中华鲟洄游动力学模型和性腺发育模型,我们揭示了中华鲟在长江的种群结构特点、时空分布和性腺发育过程以及葛洲坝的影响.通过对相关文献的分析和评价,我们认为,在葛洲坝救鱼过程中,长江水产研究所柯福恩等(1985)对葛洲坝下中华鲟性腺退化的研究工作是扎实的,他们关于中华鲟性腺退化十分严重,产卵规模相当有限,若干年后资源要下降的结论是可靠的,也得到了1990s以来中华鲟持续衰退事实的证明.作为葛洲坝救鱼的重要专业机构,中国科学院水生生物研究所的相关成果否认中华鲟性腺退化的方法和材料,是不充分和不可靠的.利用新理论重新分析历史调查数据,我们给出中华鲟性腺发育严重退化的其他证据.研究表明,葛洲坝的阻隔效应导致中华鲟性腺退化率为75%左右;该问题被长期忽视或轻视,对中华鲟保护产生了严重影响.     

从中华鲟(Acipenser sinensis)生活史剖析其物种保护:困境与突围

国家一级保护动物中华鲟(Acipenser sinensis)自然繁殖已连续中断3年(2017 2019年),自然种群濒临灭绝.本文归纳了中华鲟生活史各阶段的生态需求,指出:葛洲坝阻隔是导致中华鲟自然种群衰退的根本原因,三峡等长江上游特大型梯级水电工程的相继蓄水运行是导致中华鲟自然繁殖中断的关键因素,河道冲刷、航道疏浚与挖沙、防洪及城市景观工程等人类活动使中华鲟仔稚鱼栖息地丧失,进而导致补充群体减少,造成繁殖群体持续萎缩.近40年来,对给予高度期望的补偿中华鲟自然种群衰退的中华鲟人工增殖放流措施没有得到科学有效地实施,造成人工干预力保中华鲟自然种群延续的希望几近破灭.本文探讨了近40年来在中华鲟保护认识、管理、决策和机制上存在的误区与不足,提出以长江十年休渔为契机,亟需以《中华鲟拯救行动计划(2015-2030年)》为纲领,推进落实:1)实施"陆-海-陆"保种工程,恢复人工群体的生物学自然特性; 2)大幅度提升科学有效的人工增殖放流; 3)改善产卵场环境,放流人工培育亲本以恢复葛洲坝下中华鲟自然繁殖; 4)新建旁通道仿自然产卵场,扩大自然繁殖; 5)修复索饵场等关键栖息地,提高子代存活率.唯有以恢复中华鲟自然繁殖为核心,实施中华鲟从出生到繁殖全生活史周期(15年)的长期系统性保护,才有望延续和恢复中华鲟自然种群.中华鲟个体大、寿命长、洄游范围广,是长江水生态系统的旗舰种和伞护种,保护好中华鲟对于实现人与自然和谐共处,推动长江流域经济社会绿色可持续发展具有重要意义.     

长江的生物多样性危机——水利工程是祸首,酷渔乱捕是帮凶

长江是我国第一大河流,全长达6300 km.长江是一条生命之河,它的活力来自于干流、支流、湖泊和湿地的血脉沟通形成的独特生命系统.长江流域是世界生物多样性的热点区域,分布有鱼类400余种,其中纯淡水鱼类350种左右,特有鱼类多达156种.长江中下游是东亚季风气候下形成的洪泛平原区域,湖泊星罗棋布,并与江河相连,生活有珍稀水生哺乳动物——白鱀豚和江豚.1980s初中下游湖泊面积约有23123 km~2.1950—1970年间,沿江大建闸节制,除鄱阳湖(2933 km~2)和洞庭湖(2625 km~2)等外,绝大多数湖泊失去了与长江的自然联系,江湖阻隔使支撑长江鱼类的有效湖泊面积减少了76%.1981年,长江上建成了第一个大坝——葛洲坝;2003年,三峡大坝开始蓄水.长江干流的渔业捕捞量从1954年的43万t下降到1980s的20万t,最后到2011年的8万t(降幅为81%).与此完全不同的是,1950s以来,洞庭湖和鄱阳湖的渔产量分别在2~4万t之间徘徊.长江干流的饵料生物丰度不足两湖的1/7,因此干流对物种的承载力十分有限,以鱼为生的白鱀豚和江豚种群的衰退属于情理之中,加上酷捕误杀,白鱀豚已经灭绝,江豚也危在旦夕.葛洲坝的建设阻挡了鲟鱼和胭脂鱼等的生殖洄游通道,中华鲟和白鲟的灭绝已近在咫尺.长江上游建有1万多座水坝,大部分鱼类的生存受到威胁.根据对长江生物多样性危机成因的粗略估算,节制闸和水电站等水利工程"贡献"了70%,酷渔乱捕等其它因素"贡献"了30%.所谓的生态调度、鱼道或人工放流等也难以拯救膏肓之疾,即使在长江干流十年禁渔也难有根本改观.如果鄱阳湖和洞庭湖相继建闸,将使长江中下游的渔业资源量进一步衰退,江豚的灭绝在所难免,其它物种的灭绝将难以预料.长江在哭泣,众多的物种需要生态文明的呵护!     

我们能拯救长江中正在消逝的鲟鱼吗？

鲟鱼在地球上已生存了数亿年,体型变化小,有"活化石"之称,是鱼类中最濒危的类群之一.长江分布有3种鲟鱼:白鲟(Psephurus gladius)、中华鲟(Acipenser sinensis)和达氏鲟(Acipenser dabryanus).白鲟已经功能性灭绝,中华鲟的灭绝也难以阻挡,而达氏鲟也处于极危的状态.干流大坝的建设对繁殖行为的影响是最大的原因,虽然酷鱼滥捕也起到了推波助澜的作用.之前主流专家关于大坝建设对鲟鱼的影响出现了严重误判,大坝建成后实施的救鱼措施也收效甚微,因为白鲟早已不见踪影,中华鲟的野生种群也已经到了绝灭的边缘.近年来流行水库温水下泄使中华鲟产卵推迟并导致其无法产卵的观点,但推迟并不能推论到无法产卵的结论,因此依此所建议的水库联合调度即便能够实施也未必能够奏效.中华鲟体型巨大,生命周期长,生态可塑性小,完成生活史需要跨越近海和长江的巨大空间,对产卵的条件要求苛刻,因此,如它无法自然产卵,灭绝就是迟早的事情.在过去的近40年,虽然人工放流了数百万尾中华鲟,但成效不容乐观,对野生种群的补充微乎其微.因此,对鲟鱼濒危机制(特别是自然繁殖条件的丧失)以及人工放流效果的重新评估以及对救鱼对策的重新调整已刻不容缓.     

如何对濒危物种进行评估与拯救？

物种的灭绝本是一个自然过程,但人类的繁荣使数以百万计的生物物种的栖息地被蚕食,很多物种以惊人的速度灭绝了(如长江中的白鱀豚和白鲟)或正在绝灭之中(中华鲟),但却未伴随新物种的自然产生世界自然保护联盟虽然确定了物种濒危的等级标准,但定量划分标准的象征意义大于实际意义,因为不可能所有生物物种都能通过同一种种群动态模式去预测它们未来的命运关于物种的濒危机制,人们提出了许多基于种群数量变动的理论概念(如最小生存种群、有效种群大小、种群瓶颈、奠基者效应、"阿利"效应、灭绝漩涡等),但可操作性不强,对保护生物学的实际指导意义不大本文提出了物种生存状态转化的概念模型,物种生存状态主要取决于物种对外在环境的综合生存适合度f(s)和灭绝风险R,受到①物种生存空间的完整性、②生态过程的适宜性、③食物的可得性、④对人为致死或自然灾害的抵抗力等的影响f(s)由物种对若干决定性生存因子s1、s2、s3…的适合度之乘积所决定:f(s)=f(s1)f(s2)f(s3)……,f(s)取值0～1,1表示最大的适合度(理想生存状态),0表示彻底丧失了适合度,因此,任何一个决定性生存因子的趋零,都会导致该物种的灭绝(木桶效应)物种的生存状态指数H(f,R)由f(s)和R联合决定可用f(s)来评估与预测物种的灭绝风险(譬如,可区分为3～4个风险等级),突变临界点之前的动态过程可作为物种濒危的早期预警信号,物种拯救临界点可作为保护性干预的最低目标当然,这里只是提出了一个概念模型,各个决定性生存因子的适合度函数f(s)有待确定,并需要以真实的物种为对象进行验证.     

物种灭绝背景下东海渔业资源衰退原因分析

目前全世界几乎所有海域的遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性等各个层次都在经受着严重破坏,海洋生态系统严重退化,海洋生物的灭绝速度大大加快.文章从东海海域的海水营养盐结构改变、海洋污染的毒害作用、海洋生境破坏、气候变暖导致海水温度升高、海洋酸化、海洋渔业捕捞压力、海洋致病微生物的扩散等方面分析了可能导致东海渔业资源衰退的原因.认为上述各种因素对东海渔业资源的衰退影响巨大,而且鉴于各种因素的累积效应以及共同作用后的放大效应和叠加效应,实际海洋生态系统中海洋生物的灭绝风险可能比以前估计的更加严重.因此,在生态系统管理中,针对某一风险或影响因素的研究和管理不足以改变东海海洋生态系统退化和海洋渔业资源衰退的状况,对东海海域全面、系统、有效的研究和管控是生态系统健康和持续发展的必然要求.     

基于淡水蚌类的生物学特征预测种群局部定居率和灭绝率--以鄱阳湖为例

淡水蚌类是全球最受威胁的动物群之一.加强淡水蚌类灭绝机制的研究,对促进野生淡水蚌类生物多样性的保护和管理具有重要的意义.淡水蚌类具有独特的生活史,发育过程中的钩介幼虫必须依赖于宿主鱼才能完成变态发育.淡水蚌局部种群之间的交流是通过宿主鱼的迁移和幼虫漂流来实现的.通过对鄱阳湖12个采样地点调查,计算了39种淡水蚌的局部定居率和灭绝率,利用一般线性模型,通过比较最低赤池信息准则和许瓦兹贝叶斯准则来评估淡水蚌类的8个生物学特征对预测种群局部定居率和灭绝率的可行性.结果表明:淡水蚌类的生物学特征与局部定居率和灭绝率存在相关性,可以用来预测种群局部定居和灭绝,其中种群结构和繁殖时期这两个生物学特征是预测局部定居率的最佳组合模型,分布密度、繁殖能力、保护现状和运动能力是预测局部灭绝率的最佳结合模型.就鄱阳湖淡水蚌类而言,局部灭绝率显著超过局部定居率,表明局部种群隔离程度正在加重,面临着严重的种群灭绝危机.     

长江渔业告急 急需休养生息

<正>长江流域是我国水生物多样性最为典型的区域之一,是我国重要的生态宝库,分布有鱼类370余种,其中170种为长江特有鱼类,多数受到生存威胁,其中白鳍豚、白鲟已经灭绝,中华鲟和江豚等极度濒危。鱼类是长江上生物链的关键环节之一,没有鱼类,以鱼类为生的其他动物就将无法存活。没有鱼来吃掉水体里的浮游生物,水体也将失去一项     

葛洲坝至胭脂坝长江干流段江豚活动规律

长江江豚是我国一级保护野生动物,也是长江生态系统的指示性物种,其种群数量恢复情况及活动规律一直备受关注。本文选择长江宜昌段江豚活动频繁的葛洲坝下游至胭脂坝江段为研究区域,于2021年6月-2022年5月采用定点目测、水上流动监测与无人机监测相结合的方法分区监测长江江豚的游泳行为,分析长江江豚的活动规律,构建了长江江豚出水头次的零膨胀泊松回归模型,识别影响长江江豚出水头次的关键因素,建立长江江豚出水头次与各因素间的相关关系。结果表明:(1)葛洲坝至胭脂坝长江干流段监测到最大江豚出水头次为19头次,长江江豚集群规模以2~3头最为常见,占比达58.1%;长江江豚主要表现出4种行为特征,各行为占比从大到小依次为:玩耍＞休息＞摄食＞抚幼。(2)长江江豚在葛洲坝下游近坝区(A区,葛洲坝至至喜长江大桥)出水头次最多,且在秋冬季节累计出水头次多于春夏季节,冬季累计出水头次最高,达252头次。(3)长江江豚出水头次与电站下泄流量呈显著负相关;浊度增大,长江江豚出水的概率减小。本文研究结果对长江江豚生态保护策略及长江十年禁渔效果评估具有重要参考价值。     

池塘放养中华绒螯蟹长江种群与辽河种群性早熟出现差异的观察与分析

在上海水产大学上海崇明试验基地池塘养殖中发现 ,中华绒螯蟹辽河种群性早熟个体最初捕捉日期为 8月 15日 ,而长江种群为 8月 2 0日 ,二者相差 5d .此后性早熟个体的捕捉数量逐渐上升 ,10月份达高峰期 ,11月份显著下降 .在性早熟蟹群体中 ,辽河种群的性腺发育略领先于长江种群 ,而体重显著低于长江种群 (P <0 .0 1) ;雌、雄性早熟蟹不存在显著的体重差异 ,但雌性个体数量明显多于雄性个体数量 .     

气候变化对长江流域汉江和赣江径流的影响

近几年来,国家气候中心己经建立了中国主要四大流域气候对水资源影响评估的模式框架.本文拟进一步证明其中之一的两参数分布式月水量平衡水文模式对长江之上汉江和赣江两子流域径流的模拟能力,结果表明该水文模式对目前气候条件下径流模拟效果较好,运行稳定,可用于实时业务运行.在此基础上,利用ECHAM4和HadCM2两GCM(General Circulation Model)未来气候情景模拟结果及目前实测气候情况,对汉江和赣江两子流域的径流对未来气候变化的敏感性进行评估.经检验,两GCM对未来气候,特别是降水情景模拟存在一定差异,因此,造成径流对气候变化的响应不同,这充分反映了全球模式模拟结果不确定性在气候变化影响研究中的重要性.     

基于微卫星标记的长江江苏段鲢(Hypophthalmichthys molitrix)增殖放流资源贡献率的评估

近年来,长江下游进行了大规模鲢(Hypophthalmichthys molitrix)增殖放流活动,而增殖放流对鲢资源的贡献如何,成为亟待探究的科学问题.本研究基于已开发的11对微卫星引物,标记8个主要原良种场(为江苏省各地政府放流工作提供苗种的单位)鲢繁殖亲本群体,利用微卫星亲子鉴定技术,评估2016-2017年长江江苏段鲢增殖放流对鲢在江群体的资源贡献率.研究结果显示,621尾繁殖亲本群体和475尾长江捕捞鲢群体共检测出191种等位基因,每个座位的等位基因种类数、观测杂合度、期望杂合度范围分别为9～36、0.536～0.793、0.597～0.941;对应平均值分别为17.36、0.656、0.794.11个座位均表现出高度的多态性,每个座位的多态信息含量范围为0.560～0.938,平均值为0.771,证明选用的11对微卫星引物可作为亲子鉴定的有效工具.亲子鉴定结果表明,在亲本性别未知的情况下,非亲排除率(NEP)范围为2.4%～42.4%,累积非亲权排除率(CEP)在99.99%以上; 475尾长江鲢群体中,鉴定出39尾鲢个体来自于原良种场鲢亲本群体所繁殖的后代,即回捕率为8.21%.综合分析可见,2016-2017年,长江江苏段增殖放流对鲢资源量有较好的补充作用.     

鄱阳湖长江江豚的现状和保护展望

长江江豚(Neophocaena asiaeorientalis asiaeorientalis)是一种小型齿鲸,仅分布在长江中下游干流和洞庭湖及鄱阳湖中,其种群数量仅约1000头,极度濒危.鄱阳湖是长江江豚最重要的栖息地之一,估算种群数量约450头,是长江江豚最后的避难所.本文系统地总结了鄱阳湖长江江豚种群生态学、保...     

新疆巴音布鲁克湿地沉积摇蚊记录对气候变化的响应

基于新疆巴音布鲁克高寒湿地中一碟形洼地沉积岩芯210Pb测年、摇蚊、沉积理化指标分析结果,利用冗余分析,结合气象资料,探讨了近60 a来气候变化对摇蚊演替的影响.摇蚊亚化石组合表明,从1990s开始摇蚊优势种从适应性较强的Chironomus plumosus-type向与水生植物关系密切的Dicrotendips nervosus-type、Paratanytarsus penicillatus-type转变.冗余分析结果表明总有机碳含量和粒度是影响摇蚊组合演替的主要环境因子,两者共同解释了摇蚊组合变化的31%.气候变化通过改变湿地水量平衡影响水生植被、土壤侵蚀和水体扰动,进而影响摇蚊种群演替.     

基于COI基因序列的太湖新银鱼遗传多样性

利用线粒体细胞色素C氧化酶I(COI)分子标记分析长江中下游太湖新银鱼(Neosalanx taihuensis)8个地理种群132个样本的遗传多样性.该基因630 bp片段的碱基序列共检出8个核苷酸变异位点(变异率1.27%),其中局域性单倍型居多(75%),群体单倍型多样性较高(h=0.576±0.036),而核苷酸多样性较低(π=0.00112±0.00204).不同地理种群遗传多样性差异显著:有人工移植历史种群遗传多样性较高、隔离度较高的种群遗传多样性较低,但大部分的遗传变异来自于种群内(54.83%),反映出地理隔离和人为干扰对太湖新银鱼遗传格局影响显著.研究表明COI基因适于银鱼科鱼类物种鉴别和系统发育研究,同时可为同种种群间遗传关系分析提供一定的信息.     

太湖群体微囊藻对同形溞(Daphnia similis)生长和繁殖影响的模拟

富营养湖泊中蓝藻水华对枝角类种群和群落结构有显著的影响,但自然条件下群体微囊藻对大型枝角类溞属不同种类的影响仍存在争议.本研究通过两次为期各10 d的模拟实验,利用过滤后的太湖原水模拟群体微囊藻(20～100μm和100 ～200 μm)添加对大型枝角类同形溞(Daphnia similis)种群特征的影响,结果显示两次实验的同形溞均大量存活,不同浓度和颗粒大小的群体微囊藻对其生长和繁殖的影响不同,添加群体微囊藻的同形溞的生长和繁殖显著大于未添加微囊藻的.说明在自然条件下藻毒素对同形溞种群并没有明显的抑制作用,同形溞能够与微囊藻水华共存,其种群特征与微囊藻群体大小组成和生物量有关.     

长江中下游5个湖泊黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)种群线粒体细胞色素b基因的遗传变异分析

对长江中下游5个湖泊的黄颡鱼种群的线粒体DNA细胞色素b基因进行了PCR扩增、测序,获得了955 bp的序列.分析显示,cyt b序列中A+T含量略高于G+C含量,共检测到54个变异位点,60个样本得到37个单倍型,平均单倍型多样性为0.945±0.018,核苷酸多样性为0.00419±0.00043,遗传多样性表现中等.太湖种群与滆湖种群间的遗传距离最远为0.00651,鄱阳湖种群和巢湖种群之间遗传距离最近为0.00375.分子方差分析(AMOVA)表明,群体间遗传分化系数F_st为0.0684,几乎所有变异都来自群体内,群体间遗传分化极小.cyt b序列构建UPGMA系统进化树显示,5个种群没有分化成不同的分枝谱系,种群间存在广泛的基因交流.     

基于线粒体DNA控制区的南四湖湖鲚(Coilia ectenes taihuensis)群体遗传结构和种群扩散

为推断南四湖湖鲚种群来源,采用线粒体控制区(D-loop)基因序列测定技术,对3个不同水域湖鲚(Coilia ectenes taihuensis)种群的遗传结构特征及其变异进行研究,并分析它们之间的系统发育关系.结果表明3个不同湖鲚种群的平均单倍型多样性和核苷酸多样性分别为0.9646和0.0097,除3个单倍型共享外,不同地理单元中具有较高的单倍型多样性.AMOVA和成对Fst值分析均表明,不同湖泊群体间未发现明显的遗传分化,各地理单元中的单倍型相互散布在不同的种群中.系统发育分析结果显示,不同湖泊湖鲚种群的单倍型形成3个分支,但每一地理群体没有显示出明显的地理位置与单倍型间的对应关系.结合南四湖历史资料和当前渔业监测结果,推测湖鲚为2002年实施长江向南四湖应急补水时洪泽湖湖鲚迁移扩散进而在南四湖建群的.     

小冰期气候变化主控因子的模拟试验

小冰期是距今最近,特征最明显的寒冷气候事件,对于研究世纪尺度气候变化具有重要意义. 过去的研究结果认为,太阳活动和火山活动的变化是小冰期气候变化的主要原因. 本文应用AGCM SSiB模式分别试验了植被、太阳辐射和火山活动变化对小冰期温度、降水的影响,发现下垫面植被变化对小冰期温度变化影响的量级与太阳辐射和火山活动变化的作用相当,对降水的影响甚至超过太阳活动和火山活动变化的作用,说明对于世纪尺度的气候变化而言,下垫面植被的反馈作用不可忽略. 这对于深入理解小冰期气候变化的机理具有启迪作用,同时也为世纪尺度气候变化研究与气候情景预测提供了新的思路和方法.