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更新日期:109年6月8日

族群年齡結構單一化及氣候變遷使魚群分布趨於不均勻,削弱魚群的存續能力

由臺大海洋所的謝志豪教授與其研究生王政喻,以及海大海資所的郭庭君助理教授所組成的研究團隊,發現漁撈行為所造成的年齡截斷、豐度的降低,以及全球暖化,都可能會使魚類在空間中的分布變得不均勻,降低魚群抵抗環境變異的能力。該研究證實了長久以來科學家對於魚群空間分布變化的假說,並指出魚群的空間結構也應該在漁業政策中被列入考量。此研究成果於2020年5月26日發表在《自然通訊》(Nature Communications)期刊。

生物在空間中分布得越均勻,越能夠分散風險,抵抗環境擾動所帶來的負面效果,降低滅絕的風險。不過,一般而言,生物並不是均勻地分佈在空間中,且其空間結構會隨著時間而改變。理論及一些研究指出,生物的空間結構可能受族群的年齡結構、豐度以及環境所影響。例如,因為不同年齡的個體喜歡棲息在不同地方,因此,當族群的年齡組成越多元,越能夠佔領不同的棲地,族群在空間中的分布就會越均勻。另一方面,族群大小(豐度)也會影響其空間結構;當族群越大,棲地內的競爭壓力會提升,迫使族群的分佈往鄰近的區域擴張,形成較均勻的空間分布。此外,當棲地的環境條件改變時,族群會遷徙到適合其居住的棲地,因而形成不同的空間結構。

但長久以來,少有實證資料得以驗證這些因果關係,過去的研究多僅能觀察因子間的相關性,卻難以證實因果性。該研究團隊使用了北海長達25年的底拖網調查資料,透過實證動態模型(empirical dynamic modeling),證實了魚類的空間結構和其年齡結構、族群豐度及環境因子有因果關係。他們進一步指出,漁撈行為所造成的年齡截斷、豐度的降低,以及全球暖化,都可能會使魚類在空間中的分布變得不均勻,降低魚群抵抗環境變異的能力。

研究人員計算了一九九一年至二〇一五年間,北海生態系中九種海洋魚類的空間變異,同時計算其年齡多樣性、豐度,以及環境溫度等潛在影響因子的時間序列。透過實證動態模型(empirical dynamic modeling),研究人員重建了各個時間序列的動態系統,並觀察這些動態系統的關聯性。結果發現,在所有魚類中,空間變異的動態系統與大部分影響因子的動態系統皆有關聯性,顯示空間變異和年齡多樣性、族群豐度及環境因子間具有因果關係。此外,藉由解析動態系統隨著時間演進的過程,研究人員估算這些因果變數對空間變異的影響效果。結果發現,當魚群的年齡多樣性下降時,其空間變異會提升;此外,當溫度或溫度變異上升時,魚群的空間變異也會提升;然而當族群豐度下降時,魚群的空間變異在不同的物種中有不同的結果,取決於該物種的群聚潛能。該項研究意味著,長期的漁撈壓力以及過度捕捉大魚的行為,除了會破壞魚群的年齡結構並降低其豐度外,還可能會破壞魚群的空間結構,使其空間分布變得不均勻,削弱魚群抵抗環境變異的能力;同時,氣候變異也可能破壞魚群的空間結構,使魚群更不容易抵抗未來的環境變異。

  • 族群年齡結構單一化及氣候變遷使魚群分布趨於不均勻,削弱魚群的存續能力

    當族群的年齡結構較多元或環境條件(如溫度)適宜時,族群在空間中的分布會較為均勻。反之,當族群的年齡結構趨於單一化或氣候變遷時,族群在空間中的分布會變得較不均勻。此外,當族群豐度降低時,也可能會使得族群的空間分布變得不均勻,取決於該物種的群聚潛能。

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