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研究人员为探究鳄雀鳝运动动态,分析两个数据集,发现其运动与环境变量相关,RW 模型预测有局限。
在神秘的淡水世界里,生活着一类体型巨大的生物 —— 淡水巨型鱼类。它们不仅在商业领域有着重要价值,为渔业带来可观收益,在生态系统中更是扮演着举足轻重的角色,如同基石一般支撑着整个淡水生态的平衡。然而,如今它们却面临着严峻的生存挑战,种群数量不断减少,生存范围也日益缩小。这背后的 “罪魁祸首” 主要是人类活动,比如在河流上修建大坝,不仅破坏了它们的栖息地,还阻断了它们的洄游路线。
不同的洄游鱼类对这些人为障碍的反应各不相同。有的鱼类会改变洄游路线,有的甚至会暂停繁殖洄游。目前,用于预测淡水鱼类运动的模型效果参差不齐,这让人们对其适用性产生了怀疑。在众多巨型鱼类中,鳄雀鳝(Atractosteus spatula)因其独特的生态地位和濒危现状,成为了研究的焦点。它曾经广泛分布,如今却因人类活动,繁殖种群主要局限在少数地区,被列为易危物种。
为了深入了解鳄雀鳝的运动规律,来自美国得克萨斯 A&M 大学等机构的研究人员开展了一项重要研究,相关成果发表在《Movement Ecology》上。
研究人员为了开展这项研究,使用了来自布拉索斯河(Brazos River)和特里尼蒂河(Trinity River)的移动跟踪数据。鳄雀鳝通过实验刺网、钓竿和钓具等方式被捕获,然后分别植入或附着声学发射器进行追踪。同时,研究人员收集了附近美国地质调查局(USGS)测量站的每日平均流量(discharge)和水温(water temperature)数据,以及部署在研究区域的温度记录仪测量的水温数据。数据分析方面,研究人员运用了广义相加模型(GAMs)、广义线性模型(GLMs)以及模型选择等方法,对鳄雀鳝的位移(displacement)和扩散(dispersal)进行预测,并评估了其种群的峰度(leptokurtosis),还将模型预测值与观测值进行对比,检验模型的预测能力。
研究结果如下:
- 时间尺度对环境变量关系的影响:研究发现,在预测鳄雀鳝位移与环境变量的关系时,月度(M)时间间隔比季节性(S)时间间隔能呈现出更强的模式。在 M 间隔下,流量变化(ΔQ)、平均流量(Q)、水温变化(ΔT)和平均水温(T)等参数与位移都有显著关系,而 S 间隔下只有 ΔT 参数显著。这表明较长的时间间隔会减弱位移与环境变量之间的关联。
- 温度对流量变化与位移关系的影响:鳄雀鳝的位移与 ΔQ 和 T 呈正相关,且这种关系在不同河流中略有差异。顶级模型显示,当水温(T)处于高于平均条件一个标准差时,ΔQ 增加会使位移距离显著增加;而当 T 处于低于平均条件一个标准差时,ΔQ 增加对位移距离影响较小。
- 扩散建模:不同数据集的扩散数据拟合度不同。布拉索斯河数据集在去除异常值后有轻微上游偏向,特里尼蒂河数据集则有显著下游偏向。两个数据集的子集中,在 M 间隔下,鳄雀鳝的扩散分布大多呈现显著的尖峰态(leptokurtic),但部分跟踪事件为中峰态(mesokurtic)。
- 峰度与环境关系:通过分析发现,30 天平均流量(Qz - 30d)与峰度值呈显著负相关,即流量增加时峰度值减小,扩散分布更趋向于中峰态;而 30 天平均水温(T°C - 30d)与峰度值无显著关系。
- 测试 RW 模型:研究人员使用 Radinger 和 Wolter 模型(RW 模型)预测鳄雀鳝的扩散,发现该模型能准确预测其静止部分的扩散,但显著高估了移动部分的扩散。
综合来看,该研究表明鳄雀鳝的运动受到环境、空间和时间等多种因素的综合影响。温度和流量的变化会显著影响其位移和扩散,且这些影响在不同的时间尺度下有所差异。同时,研究还发现 RW 模型并不完全适用于预测鳄雀鳝的运动,这意味着需要考虑更多复杂因素来完善鱼类运动模型。这一研究为理解淡水巨型鱼类的运动规律提供了重要依据,有助于制定更有效的保护和管理策略,对保护淡水生态系统和可持续利用渔业资源具有重要意义。