《Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences》：Comparing capelin abundance estimates from predator diet data and an acoustic survey
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本研究针对纽芬兰-拉布拉多海域毛鳞鱼（Mallotus villosus）种群评估中传统声学调查的局限性，创新性地开发了非线性功能响应猎物动态模型（NLFPM），通过整合捕食者胃容物数据与底拖网调查，量化了温度与个体发育对捕食功能的影响。结果显示，考虑个体发育阶段可显著提升模型精度，而温度效应不显著；模型成功重建了毛鳞鱼1990年代崩溃前后的种群波动，为数据有限物种的评估提供了新范式。
在北大西洋生态系统中，毛鳞鱼（Mallotus villosus）如同海洋里的“能量货币”——这种银光闪闪的小型饵料鱼，既是浮游动物与大型肉食性鱼类（如大西洋鳕、格陵兰大比目鱼）之间的营养桥梁，更是维持整个渔业生态系统平衡的关键物种。然而，自1990-1991年纽芬兰-拉布拉多海域（NAFO 2J3KL分区）毛鳞鱼种群发生“史诗级”崩溃以来，其数量至今未能恢复到历史水平。更棘手的是，传统评估手段遭遇双重困境：声学调查难以覆盖复杂海况下的全水域分布，而底拖网调查又因毛鳞鱼集群特性易产生偏差。这种“数据黑洞”不仅让科学家无法厘清种群崩溃的深层机制，更让基于生态系统的渔业管理举步维艰。
为破解这一困局，纽芬兰纪念大学渔业生态系统研究中心的科研团队另辟蹊径，将目光投向毛鳞鱼的“天敌档案”——捕食者胃容物。他们创新性地构建了非线性功能响应猎物动态模型（NonLinear Functional response Prey dynamics model, NLFPM），首次将大西洋鳕、格陵兰大比目鱼等捕食者的“菜单”转化为评估毛鳞鱼丰度的生物指标。该研究发表于《Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences》，通过整合1984-2020年长达36年的底拖网调查、胃容物数据与声学调查，揭示了温度与个体发育如何重塑捕食关系，并重建了毛鳞鱼种群的历史轨迹。
关键技术方法包括：整合加拿大渔业海洋部（DFO）的底拖网调查（Engel与Campelen两种网具）与捕食者胃容物数据，构建基于伯努利分布的功能响应模型；引入个体发育阶段（分中、大两个体长组）与温度效应参数，对比四种模型（基础型、个体发育型、温度型、混合型）；使用Template Model Builder（TMB）进行贝叶斯状态空间模型拟合，通过AIC准则筛选最优模型；最后将模型估算的毛鳞鱼丰度指数与3L分区春季声学调查结果进行Spearman相关性检验。
模型选择与功能响应
研究显示，个体发育阶段是重塑捕食功能的关键变量。中体型格陵兰大比目鱼对毛鳞鱼的捕食率显著高于大个体，而中体型美洲鲽则呈现II型功能响应（β<1），这与不同体型捕食者的口器限制与营养需求高度吻合。相比之下，温度效应未显著改善模型拟合，可能与观测水温范围（最高8℃）未触及捕食者代谢临界点有关。
历史丰度重建
模型成功捕捉到1990-1991年种群崩溃的关键节点：1986、1989年出现丰度峰值，1991年格陵兰大比目鱼胃容物模型显示种群暴跌幅度达历史之最。有趣的是，1994年大西洋鳕/美洲鲽模型检测到二次衰退，而格陵兰大比目鱼模型未响应，暗示不同捕食者可能监测到种群的空间异质性波动。
近期丰度趋势
2010-2014年，模型与声学调查均记录到种群复苏迹象，但2015年后再次衰退。值得注意的是，格陵兰大比目鱼模型在2010-2015年与声学调查呈显著负相关，可能反映其深海栖息地与毛鳞鱼近岸产卵群的空间隔离。
相关性分析
尽管模型与声学调查未呈现统计学显著相关，但二者在关键历史节点（如1991年崩溃、2015年衰退）趋势一致。秋季胃容物数据可作为春季声学调查的“预警指标”——1994年秋季模型检测到的衰退，在1995年春季声学调查中得到印证。
结论与讨论
这项研究首次证实，基于捕食者胃容物的NLFPM模型能有效弥补传统调查方法的盲区。个体发育阶段的引入，使模型能更精细地刻画“体型-捕食效率”关系，而温度效应的不显著则提示未来需扩展至更宽温域观测。模型重建的种群历史显示，毛鳞鱼“繁荣-萧条”周期在崩溃后显著弱化，这与生态系统级联效应（如虾类资源激增改变捕食网络）密切相关。
从管理视角看，NLFPM为数据有限物种评估提供了“双保险”机制：当声学调查受海况限制时，胃容物数据可作为独立验证源；而不同捕食者模型的差异，则能揭示种群空间结构的异质性。未来研究可进一步整合多物种功能响应，量化虾、鱿鱼等替代饵料对捕食压力的缓冲效应。这项“以天敌为镜”的创新研究，不仅为纽芬兰-拉布拉多海域渔业管理提供了科学依据，更开创了全球海洋生态系统评估的新范式——当直接观测受限时，自然界留下的“生物档案”或许藏着最真实的答案。
