《Marine Environmental Research》：Functional dynamics of fish assemblages in a tropical estuary during different phases of
El Ni?o?Southern Oscillation
编辑推荐：
气候变暖加剧厄尔尼诺-南方振荡（ENSO）事件频率和强度，影响马南瓜佩河河口（巴西东北部）鱼类群落功能多样性。研究2011-2016年ENSO不同相位下，降水（2011年拉尼娜期最高）、盐度及淡水流量变化对鱼类功能结构的影响。结果显示，尽管环境条件波动显著（拉尼娜期降水异常多，中性及厄尔尼诺期更相似），但功能冗余值持续低位，暗示功能脆弱性。可能因物种互补性维持了生态系统的功能多样性，但ENSO事件对河口生态的长期影响仍需关注。
雷萨·索亚雷斯·达席尔瓦·罗德里格斯（Rayssa Soares da Silva Rodrigues）与安德烈·路易斯·马查多·佩萨尼亚（Andre Luiz Machado Pessanha）
鱼类生态实验室，帕拉伊巴州立大学生态与保护研究生项目，巴西帕拉伊巴州坎皮纳格兰德市巴拉乌纳斯街351号（Rua Baraúnas, 351），邮编58429-500
摘要
气候变化增加了厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）事件的频率和强度，这是一种影响全球地表温度、风速和降雨模式的气候现象。这些变化通过改变水文循环和环境条件（如盐度和淡水流量）来影响河口鱼类群落，从而影响群落组成和功能多样性。因此，分析功能多样性对于理解生态系统对气候变化的韧性以及预测ENSO日益增长的影响至关重要。由于ENSO的影响因阶段和地理位置而异，本研究利用2011年至2016年间收集的数据，探讨了不同ENSO阶段如何影响巴西东北部马曼瓜佩河（Mamanguape River）河口鱼类群落的功能动态。在环境条件方面，拉尼娜现象发生的第一年降水量达到峰值，随后是干旱年份，而厄尔尼诺和拉尼娜时期的情况较为相似。然而，2011年的拉尼娜现象并不典型，降水量低于平均水平，并且发生在自20世纪90年代末开始的长期干旱期间，这可能影响了鱼类群落的功能响应。出乎意料的是，在所有ENSO阶段中，功能冗余值都保持在较低水平，表明可能存在功能脆弱性。该生态系统的功能多样性可能得益于物种间的互补性和补偿效应。
引言
与其他全球气候现象一样，厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）通过改变水文循环和局部环境条件（Possamai等人，2018年），影响陆地和水生生物群落的结构和动态，例如能量效率（初级生产）和结构复杂性（Yin等人，2021年）。对于鱼类而言，与ENSO相关的这些非生物变化会影响群落的丰度和功能组成（Garcia等人；Vieira；Winermiller，2003年；Andreotti等人，2021年；Belarmino；Cabral；Garcia，2024年）。例如，Possamai等人（2018年）观察到，在厄尔尼诺现象导致的降雨量大、盐度低的条件下，河口中较少见且专门的摄食群体（如食草动物、大型藻类食者、食虫动物和食鱼动物）变得更加突出。相反，在非厄尔尼诺时期的清澈、盐度较高的条件下，通常占主导地位的广食性摄食群体则得以繁衍。此外，在亚马逊地区的鱼类幼体中也发现了不同ENSO阶段下功能群体丰度的变化（Cajado等人，2022年）。这表明物种会对特定的环境变量组合作出反应，这些变量组合为它们的繁殖创造了有利条件，从而决定了它们在每个时期的丰度变化。在这种情况下，功能多样性分析非常重要，因为它考虑了每个物种在群落中执行的一系列特征和功能，有助于评估生态系统的韧性和稳定性，因为我们能够理解群落如何应对环境变化（Mao等人，2021年），并解释仅通过物种丰富度无法检测到的生态系统功能变化（Díaz；Cabido，2001年；Cadotte；Carscadden；Mirorchnick，2011年）。
气候变化改变了天气模式，导致极端事件的频率和强度增加，对全球生态系统造成了重大影响（IPCC，2021年）。厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）是世界上最可预测的气候现象之一（McPhaden；Zebiak；Glantz，2006年）；其特征是太平洋海表温度（SST）的变化，并可根据这些变化分为不同的阶段（Ferreira；Mello，2005年；McPhaden；Zebiak；Glantz，2006年；Marengo等人，2011年；Barange等人，2018年；Sentelhas；Pereira，2019年）。其中一个阶段就是厄尔尼诺，它会导致海水表面异常升温，并在全球范围内引起降水量和温度制度的显著变化（Trenberth等人，2007年）。根据不同地区的情况，ENSO对南美洲气候的影响也有所不同（Cai等人，2020年）。相比之下，厄尔尼诺与巴西东北部和亚马逊地区的多次干旱事件有关，尤其是在与大西洋正极子现象同时发生时（Ferreira；Melo，2005年；Cai等人，2020年）。
由于气候变化的影响，近年来ENSO事件的频率和强度有所增加（Timmermann等人，2018年）。这可能会加剧对生物多样性、生态系统服务和人类社区的影响，增加生态和社会经济系统的脆弱性（Cai等人，2015年）。因此，理解这种关系对于预测和减轻其对敏感生态系统（如河口）的影响至关重要，因为河口由于生态复杂性和对气候变化的敏感性，气候变化的影响尤为显著（Barletta等人，2016年）。尽管ENSO对巴西东北部半干旱地区（Caatinga）降水量和河流流量的影响已有充分记录（Marengo等人，2018年；Santos等人，2024年），但沿帕拉伊巴海岸的沿海和河口环境响应的直接测量数据仍然稀缺。因此，本研究通过量化ENSO阶段如何调节巴西热带海岸河口的功能多样性，填补了这一关键的数据空白。
鉴于气候变化往往会负面影响鱼类物种的功能多样性，导致群落恢复力降低、更加均匀（Schleuter等人，2012年；Buisson等人，2013年；Scherer等人，2023年），以及ENSO频率和强度的增加趋势，考虑ENSO影响的函数研究是必要的。因此，本研究旨在验证在不同ENSO阶段影响下，热带河口中鱼类群落的多样性和功能结构的变化。我们假设在厄尔尼诺事件期间，大陆排水减少会导致河口盐度升高和海洋影响增强，这有利于海洋物种的入侵，可能通过过滤或竞争排斥等其他机制增加功能冗余。
研究区域
马曼瓜佩河河口位于巴西东北部帕拉伊巴州北部（纬度6°43'02"S，经度35°67'46"W）（图1），处于1993年9月10日第924号法令设立的马曼瓜佩河口环境保护区（Barra de Mamanguape Environmental Protection Area，APA）范围内。该河口长约24公里，河口处的最大宽度约为2.5公里（Alves；Nishida，2003年）。一条沿海砂岩礁部分封闭了河口入口，保护其免受外部力量的影响。
环境变量
除盐度外，所有环境变量在ENSO阶段之间均表现出显著差异（表2）。马曼瓜佩河流域的降水量最高记录出现在2011年，当时该地区处于拉尼娜现象的影响之下（图2）。尽管2013年至2016年的年均降水量相似（图2），但事后检验结果显示三个ENSO阶段之间存在显著差异（表2）。净初级生产力也显示出更高的值。
讨论
本研究旨在评估厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）气候现象不同阶段对该地区热带河口下游鱼类物种功能多样性的影响。根据研究结果，我们假设在厄尔尼诺（温暖）阶段，由于降水量减少和大陆排水减少导致海洋入侵增加，耐高盐度的物种会得到青睐，从而增加功能冗余。
CRediT作者贡献声明
雷萨·罗德里格斯（Rayssa Rodrigues）：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，调查，正式分析，概念化。安德烈·佩萨尼亚（Andre Pessanha）：撰写——审阅与编辑，监督，方法论，正式分析
未引用的参考文献
McPHADEN等人，2006年；FERREIRA和MELLO，2005年；SENTELHAS和PEREIRA，2019年；GARCIA等人，2003年；BELARMINO等人，2024年；DíAZ和CABIDO，2001年；CADOTTE等人，2011年；SCHERER等人，2023年；BRAZIL等人，2003年；ALVES和NISHIDA，2003年；WOLTER和TIMLIN，2011年；BASTOS等人，2014年；FROESE和PAULY，1999年；LALIBERTé和LEGENDRE，2010年；DEBASTIANI和PILLAR，2012年；VILLéGER等人，2008年；PETCHEY和GASTON，2006年；NDERSON等人，2006年；O'NEILL和MATHEWS，2000年；LALIBERTé等人，2014年；OKSANEN等人，2025年；
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
写作过程中使用的人工智能和人工智能辅助技术声明
在准备这项工作时，作者使用了ChatGPT-4和DeepL来检查拼写和语法错误并改进手稿的语言。使用这些工具/服务后，作者根据需要审查和编辑了内容，并对出版物的内容负全责。资助
我们感谢帕拉伊巴州研究基金会（FAPESQ-PB）对这项研究的资助，并提供了博士奖学金[Edital de bolsas N° 16/2022]。利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。致谢
我们感谢帕拉伊巴州生态与保护研究生项目（PPGEC-UEPB）和鱼类生态实验室的成员提供的后勤支持（野外和实验室活动以及数据数字化）。我们还要感谢Caroline Stefani S. Lima博士和Emanuelle B. Maciel硕士在地图和分析脚本方面的协助。同时，我们也感谢帕拉伊巴州研究基金会（FAPESQ-PB）提供的财政支持。
