红树林生境异质性的时空尺度效应与鱼类多样性的维持机制

Mangroves have been viewed as the main factor for the high juvenile fish abundance and high fishery production. Three hypotheses have been proposed to explain this, the structural heterogeneity hypothesis, the predation risk hypothesis and the food availability hypothesis. However, due to the difficulty to collect fishes within the mangrove vegetation with dense aerial roots, neglect the scale effect of spatial a patterns of habitat heterogeneity, short of long-tern position research and wrong research strategy, there long way to go to know the exact reasons for high biodiversity in mangroves. .The fish resources at Dongzhaigang of Hainan Island have been under rapid decrease. Based on our previous two NSFC items, a new gear-Cetipede net, which has been proven to collect fish efficiently not only outside mangrove vegetation but also within mangrove vegetation, is used to collect fishes. Underwater visual monitor, gut content analysis and stable isotope technology are used to study the scale effects of spatial and temporal patterns of habitat heterogeneity on fish biodiversity. The fish biodiversity on different spatial scales (diurnal, semi-lunar, seasonal, yearly and decennary), different temporal scales (tide elevation, mangrove community, forest gap, mangrove edge, bear mudflat, creek, shallow water and whole bay) will be followed and the relationships between fish biodiversity and hydrological factors, mangrove plant community structure, potential food availability will be studied. We aim to detect the mechanism of high biodiversity in mangrove ecosystem and hope that our study can give some suggestion for sustainable management and use of fish resources.

红树林被公认为是幼鱼的育苗场所和维持高渔业产量的主要因素。但是，由于红树林内布网困难、忽视空间尺度和缺少长时间定位研究，再加上已有的研究片面强调水文因子，使得解释红树林高鱼类多样性的三个假说：摄食假说、逃避捕食假说和结构异质性假说受到越来越多的质疑。.本项目在前面2个基金项目的基础上，利用能够在红树林内布网的蜈蚣网，结合水下摄影技术、胃含物分析技术和稳定同位素技术，在详细跟踪水文、植物群落参数、鱼类可能的食物种类和数量的基础上，实现海南东寨港红树林鱼类多样性多时间尺度(日变化、季节变化、年变化和2004至2014年间的长时间变化)和多空间尺度(不同潮位、不同树种、红树林内空隙、林外滩涂、潮沟、浅水水域及整个海湾)定点跟踪，研究生境异质性的时空尺度效应对鱼类多样性的影响，探讨红树林鱼类多样性维持机制，为红树林鱼类的保护和管理提供科学依据。

红树林被公认为是幼鱼的育苗场所和维持高渔业产量的主要因素。但是，由于研究手段及研究方法的原因，使得解释红树林高鱼类多样性的三个假说：摄食假说、逃避捕食假说和结构异质性假说受到越来越多的质疑。本项目在在详细跟踪水文、植物群落参数、鱼类可能的食物种类和数量的基础上，实现海南东寨港红树林鱼类多样性多时间尺度和多空间尺度定点跟踪，研究生境异质性的时空尺度效应对鱼类多样性的影响。.研究结果表明，相比其它红树林生态系统，东寨港红树林群落内的鱼类群落多样性处于中等水平。鱼类的种类数、个体数及生物量，在不同的红树林群落内，不同的季度内均存在显著差异性。东寨港红树林群落内鱼类群落结构的变化主要体现在盐度驱动下的季节和空间的异质性，其它环境变量对鱼类物种分布的影响不显著。幼鱼被红树林复杂的根系所吸引的结构异质性假说可以解释东寨港红树林群落的有林地生境中鱼类的多样性，即初步来看，结构异质性假说是可以成立的。.从林外光滩到林内，肉食性的鱼类所占的比例逐渐下降，即初步来看，逃避捕食假说从某种程度上来说是成立。同时，从林外光滩到林内，大型鱼所占的比例也是逐渐下降，说明红树植物的根系可以为小型鱼类更好的提供庇护。在港湾尺度下，湾口和湾底的红树林更吸引鱼类；在微生境尺度下，光滩比林内更吸引鱼类。.对2004年、2009年、2014年鱼类资源的比较发现，随着水质变化，鱼类多样性和群落结构均明显改变。水质恶化，鱼类多样性、丰度和生物量下降，耐污种优势度升高、个体增大；水质改善后，鱼类多样性、丰度和生物量升高，耐污种优势度下降、个体减小。东寨港的环境综合整治工作开展后，鱼类多样性明显恢复，说明环境整治工作取得了良好的成效。通过污染控制，改善了东寨港红树林的水环境质量，鱼类多样性明显增加，红树林维持生物多样性的生态功能得到了有效恢复。