出品：科普中國
製作：蘇國歡（法國圖盧茲第三大學）
徐軍研究員（中科院水生生物研究所）
監製：中國科學院計算機網絡信息中心
據農業農村部通告，從今年起在長江幹流和重要支流除水生生物自然保護區和水產種質資源保護區以外的天然水域實施長江十年禁漁計劃。
為什麼要禁漁十年？
因為在人類活動的影響下，許多淡水魚類已經滅絕或是在滅絕邊緣。而魚類生物多樣性的變化又會影響生態系統的功能，這已經是全球面臨的問題。
近日，來自法國圖盧茲第三大學Evolution et Diversité Biologique (EDB) 實驗室，中科院水生生物研究所(IHB, CAS)，法國蒙彼利埃 MARine Biodiversity, Exploitation and Conservation (MARBEC) 研究中心和馬賽Aix-Marseille INRAE（RECOVER）實驗室組成聯合研究團隊提出了一種新的生物多樣性變化指數，將六個生物多樣性維度綜合考慮在內，從而全面評估了人類活動對全球淡水魚類生物多樣性的影響。
結果發現，超半數河流中的魚類生物多樣性受到人類活動的嚴重影響，相關成果發表在國際頂級學術期刊《科學》（Science）上。
圖片來源：Science
地球上的河流擁有豐富的魚類生物多樣性，迄今已記錄了17000多種魚類物種，佔地球上所有脊椎動物的四分之一。
人類活動對魚類的生活有影響嗎？這個問題我們都能回答。但影響到底有多大？這個問題你還能回答嗎？
人類活動對魚類的影響有多大，該如何評估？
以往關於魚類生物多樣性研究主要集中在魚類的種類和數量的時空分佈變化，即受人類影響後，河流中的魚類種類和數量是增加了還是減少了。
但是隨著對生態系統研究的深入和方法的更新，越來越多的研究發現，單一的魚類種類多樣性並不能體現魚類物種間的差異。
不同魚類在生態系統中發揮的功能不盡相同，在群落演變過程中也扮演了不同的角色。例如：一些小型鯉科魚類以藻類為食，會抑制水體中藻類的生長，但當大口鱸魚入侵之後，它們會捕食小型鯉科魚類。吃藻類的魚少了，從而促進藻類的生長。
圖片作者提供
△（上）大嘴鱸、小型鯉魚和底棲藻類食物鏈關係圖（下）從左至右分別是大嘴鱸；環境中無大嘴鱸，藻類生長受到抑制；環境中有大嘴鱸，促進了藻類生長
近年來，一種基於魚類功能性狀的研究方法——功能多樣性研究逐漸發展起來，考慮魚類形態、生理、行為、生活史等等特徵，來更好地量化不同魚類在生態系統中的作用。
例如，早期該研究團隊對魚類的10個關鍵形態指標（體長，伸長率、口、眼、鰭的大小和位置等）研究發現，即使同為淡水魚類，但大家長得很不一樣。而且也存在明顯的地理分佈差異，而形態特徵又能夠指示很多關鍵的功能，包括攝食和遊泳能力等。
全球淡水魚類形態多樣性圖譜。即使同是淡水魚，不同物種差別還是很大｜圖片來源：文獻3
研究團隊提出了一種全新的生物多樣性變化指數CCBF（Cumulative Change in Biodiversity Facets），整合了六個生物多樣性維度。
包括種類豐富度（單一群落本身的物種數量）、功能豐富度（功能空間大小）、系統發育豐富度（系統發育樹分支長度）、種類相異度（群落間的物種組成差異）、功能相異度（群落間的功能空間重疊程度）和系統發育相異度（群落間的系統發育樹分支重疊程度），在時間上的比率變化。
生物多樣性綜合變化指數CCBF計算框架
研究團隊化繁為簡地將六個不同維度的單一多樣性指數變化比率整合在了一起，從而得到一個綜合變化指數CCBF，不僅可以用來對淡水魚類多樣性的變化進行評估，也可以廣泛應用於不同生物類群。
因此CCBF計算框架為其他生物類群和生態系統提供了一種可以量化人類對全球生物多樣性影響的估算模型。
基於這個模型，研究團隊調研了全球2000多條河流，幾乎覆蓋了地球上除沙漠和兩極以外的所有大陸地區，分析了超過10000條魚的數據。
圖片來源：veer圖庫
全球2456條河流中超半數魚類被人類嚴重打擾
研究發現，超過50％的魚類受到了人類活動的強烈影響 ，僅有14％的流域受到的影響很小。較少被人類打擾的河流中生活的魚類大概有3876種，僅佔世界淡水魚種類的22％，這意味著保護已經受到人類活動影響的河流生物多樣性十分緊迫。
在研究過程中，團隊發現了一個現象：在修建大壩形成的水庫等靜水環境中，很容易看到鯉魚、大口鱸和羅非魚這三種入侵魚類。
進一步的研究表明魚類能否入侵成功與形態特徵有關，這些外來引入的物種往往與本地物種親緣關係較遠，並且體長大於本地物種，身體伸長度較小，更能適應這種靜水環境。
不僅如此，從整體來看，大部分受到外來物種入侵的河流流域中，魚類的種類，功能和系統發育豐富度都有增加明顯。
環境中魚類群落的豐富度增加了，說明魚類多樣性增加，這不應該是好事嗎？
情況並非沒有這麼簡單，外來物種的入侵不單單是是增加了河流的魚類豐富度。一方面，外來物種會對本地魚類造成一定壓力，造成本地魚類數量減少，淪為瀕危或滅絕物種；另一方面，這些外來物種在不同流域間的廣泛傳播也會導致環境中生物同質化現象，受到幹擾的河流魚類群落之間的種類，功能和系統發育相異度減弱，即水域環境中群落結構和功能越來越相似。
研究發現全球範圍內記錄的已經有170多種魚類完全滅絕，23%的魚類生存狀況受到威脅。因此不論是從大的全球或區域空間尺度還是從長遠的時間尺度上來看，現階段魚類物種的增加都並不是一個好的現象。
因為物種一旦入侵成功便很難根除，而物種的滅絕更是不可逆轉的生態災難。
工程建設、水汙染......從某種角度來說，人類給世界上大多數河流流域帶來的影響和壓力都是類似的。人為幹擾下，能適應人類活動壓力的魚類能繼續生存，而不能適應人類活動壓力的魚類數量減少甚至滅絕。
河流中的魚類種類、功能會變得越來越類似，當全球發生重大變化時，淡水生態系統也更容易被破壞。
圖片來源：veer圖庫
如果不採取必要保護措施，瀕危魚類的滅絕將導致生物多樣性的急劇改變，並危及水生生態系統為人類提供的基本服務。
值得欣慰的是，中國已經率先做出行動。在實施長江十年禁漁計劃之後，長江武漢段頻頻出現江豚身影，數量之多、次數之頻繁、持續時間之長，都是近10年來少見的。
這只是開始，相信該計劃的實施將能夠極大地改善長江流域的魚類及其它水生生物的生存狀況。
然而，在地球的其它地方，情況卻十分嚴峻。
尤其是歐洲，美國和澳大利亞等工業發達的地區，大部分河流的CCBF值接近極端值12。同時在世界淡水魚類生物多樣性最為豐富的南美洲，僅有6%的河流幾乎未受到人類的影響。
人與自然相輔相成，不應該只是一個口號，而是行動指南，人類需要做的還有更多。
作者介紹：
蘇國歡，博士畢業於法國圖盧茲第三大學，目前在德國亥姆霍茲德累斯頓羅森多夫研究中心從事博士後研究，主要從事全球淡水魚類的地理分佈及多維度生物多樣性的研究。
徐軍研究員，博士生導師，中國科學院水生生物研究所，主要從事食物網結構、生態系統功能、氣候變化與多重環境壓力研究。
參考文獻：
[1]Su G., Logez M., Xu J., Tao S. Villéger S. & Brosse S. Human impacts on global freshwater fish biodiversity. Science, 2021, 371, 835–838.
[2]Su, G., Villéger, S., & Brosse, S. Morphological sorting of introduced freshwater fish species within and between donor realms. Global Ecology and Biogeography, 2020, 29, 803-813.
[3]Su G, Villéger S, Brosse S. Morphological diversity of freshwater fishes differs between realms, but morphologically extreme species are widespread. Global Ecology and Biogeography. 2019 28, 211-21.
[4]https://www.bilibili.com/video/BV19h411y7PD?p=1&share_medium=iphone&share_plat=ios&share_source=COPY&share_tag=s_i×tamp=1612076105&unique_k=kgmATd
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