西北高原所基于环境DNA揭示青藏高原东北部六大流域鱼类多样性格局及气候变化响应

青藏高原东北部是我国重要的高寒淡水生态屏障，分布着黄河、长江和澜沧江等亚洲重要河流的源头区域，以及青海湖、柴达木和河西等内流流域，孕育了丰富而独特的高原鱼类资源。受全球气候变化、水文过程改变、栖息地破碎化、水体污染及生物入侵等因素影响，高原淡水生态系统正面临日益复杂的生态环境压力。鱼类作为淡水生态系统的重要组成部分，其群落结构和分布格局对环境变化具有较高的敏感性。然而，由于高原地区地形复杂、传统鱼类调查难度较大，加之部分特有鱼类在公共分子参考数据库中的序列信息不足，青藏高原东北部不同流域鱼类多样性格局、关键环境驱动因素及未来气候变化下的栖息地响应仍缺乏系统认识。

为此，中国科学院西北高原生物研究所动物生态与资源保护研究团队围绕青藏高原东北部高寒淡水鱼类生物多样性及其环境响应开展了系统研究。研究团队于2022—2024年在黄河、长江、澜沧江、柴达木、青海湖和河西水系六大流域的137个样点开展野外调查，利用eDNA技术开展鱼类物种鉴定。在此基础上，整合水化学、气候及人类活动等多源环境数据，综合运用广义加性模型（GAM）、冗余分析（RDA）、最大熵模型（MaxEnt）及人类足迹指数（HFP）分析等方法，系统解析了六大流域鱼类群落组成、环境驱动因素、未来栖息地适宜性变化及人类活动的潜在影响。

基于eDNA方法研究共检出鱼类56种，隶属于7目、12科、29属，其中本土鱼类40种。不同流域间鱼类群落呈现明显的空间分异：黄河和长江流域物种较为丰富，分别检出35种和33种，其中黄河流域Shannon多样性指数最高；青海湖和河西流域群落组成相对简单，分别检出6种和12种，且少数优势物种占据较高比例。六大流域间鱼类群落组成存在显著差异（R²=0.3158，P =0.001），反映出流域水文连通性、地理隔离及区域环境条件对高原鱼类群落空间分布具有重要影响。环境驱动分析显示，海拔、盐度、总氮、氨氮、粪大肠菌群及氟化物等是影响鱼类多样性的重要环境因子。GAM分析进一步揭示了不同生态类群对环境变化的响应存在差异，本土鱼类与非本土鱼类在海拔、温度、溶解氧及营养盐等环境因子上的关联模式并不相同。研究表明，青藏高原东北部鱼类群落受到地理梯度、水化学条件及局部水环境质量的共同影响。进一步利用MaxEnt模型评估目标鱼类的潜在栖息地适宜性，结果显示，纳入模型的鱼类目标类群高适宜生境主要集中于长江、黄河和澜沧江源头区域。不同鱼类类群表现出明显不同的气候响应：裂腹鱼亚科（Schizothoracinae）适宜生境在不同气候情景和预测时期呈现扩张与收缩交替的变化，表现出较强的气候敏感性；高原鳅属（Triplophysa）则具有相对广泛且较稳定的潜在适宜生境。值得关注的是，非本土鱼类当前高适宜生境主要分布于青海省东部低海拔、较温暖区域，但未来可能显著扩张。上述结果提示，未来气候变化可能改变高原鱼类潜在栖息地分布，并增加部分低海拔区域非本土鱼类扩散的风险。在人类活动影响方面，研究发现，不同人类干扰强度区域间鱼类群落组成存在显著差异（PERMANOVA，R²=0.042，P=0.001），主要表现为群落均匀度和物种更替变化。15座小型水电站上下游调查未发现鱼类α多样性存在显著差异，RDA分析显示海拔、pH和水温是影响局部群落组成的重要因素。研究表明，人类活动对鱼类群落的影响具有一定的空间异质性。该研究构建了青藏高原东北部六大流域鱼类多样性综合评估框架，揭示了鱼类群落空间分异及其环境响应，预测了不同类群未来栖息地变化趋势。研究为长江、黄河和澜沧江源头鱼类多样性保护、非本土鱼类入侵风险监测及高原淡水生态系统保护管理提供了科学依据。

该研究成果以 eDNA-based biomonitoring across six watersheds identifies hydrochemical drivers and climate-sensitive habitat loss of high-altitude fishes on the northeastern Qinghai–Tibet Plateau 为题发表于国际生态学期刊 Ecological Indicators。西北高原所与青海大学联合培养博士研究生马文俊与西北高原所刘思嘉副研究员为论文共同第一作者，西北高原所田菲研究员为论文通讯作者。该研究得到青海省自然科学基金（2026-ZJ-729）、中国科学院生物资源计划（CAS-TAX-24-069）、青海省长江、黄河和澜沧江上游水生生物调查与完整性评价项目、中国生物多样性观测与研究网络（Sino BON）内陆水体鱼类多样性观测网络共同资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2026.115818

人类活动对青藏高原土著鱼类多样性的影响 （a）研究区域不同人类足迹强度（低、中、高）的空间分布图；（b）不同人类活动强度区域鱼类多样性指数（Shannon、Simpson、Pielou和物种丰富度）的比较。（c）主坐标分析（PCoA），展示不同人类活动强度区域间鱼类群落结构的差异。（d）β多样性组分分解分析。柱状图展示不同人类活动强度区域间β多样性的组成，包括物种周转组分（Turnover）和嵌套组分（Nestedness）。（e）不同人类活动强度对关键环境因子的影响。