在春季较温暖的水域中,黄鲈鱼会将卵产在长长的凝胶状线状物中,通常在河流浅水区和湖岸的茂密植被中。一条雌性黄鲈鱼可以产下超过 20,000 颗卵;然而,这些卵生出的绝大多数鱼会很早就死去,主要是因为被捕食和饥饿。
为了培育能够自我维持的鱼类种群,渔业管理者需要了解如何最好地帮助幼鱼生存。例如,在密歇根湖及其周围所有不同的栖息地中,是否有特定的栖息地可以让幼鱼和幼鱼(以及其他物种,如圆虾虎鱼和鲱鱼)找到它们生长所需的食物和水条件?这些鱼在成长过程中如何利用不同的栖息地?
角度
一组研究人员假设,河流羽流具有独特的热量、光照、营养和生物特性,可以为幼鱼黄鲈、圆虾虎鱼和鲱鱼提供绝佳的生长环境。他们还想知道这三种鱼是如何利用河口、河流羽流和密歇根湖东南部近岸水域的。幼鱼是否无论在什么环境中都发挥相同的功能,还是栖息地之间存在重要差异?
细节
为了验证他们的假设,研究人员 (1) 从密歇根湖东南部的河流羽流和相邻的非羽流区域收集了水样,以比较它们的物理、化学和生物条件;(2) 估计了从支流流入密歇根湖的鱼苗活动;(3) 比较了不同地区的三个物种的密度、饮食和生长率;(4) 评估了后期鱼类在多大程度上将支流和河流羽流用作早期生命栖息地。
该跨学科研究团队包括一位鱼类生态学家、一位物理科学家和一位水同位素专家,他们使用了许多不同的工具和方法(包括耳石同位素分析)来更好地了解鱼类的运动以及栖息地的贡献和联系。
结果如下……
研究人员发现,虽然密歇根湖东南部的河流羽流呈现出的环境与开放湖水略有不同(它们稍微温暖一些,也更浑浊一些),但它们非常小,并不是研究人员预期的生产热点。然而,数据确实表明,河口有更大的生产潜力,尤其是对灰鲱鱼来说。
不过,也许最重要的发现是,河口和近岸的黄鲈和圆虾虎鱼种群之间存在明显区别,但灰西鲱却没有。对饮食、脂肪酸和稳定同位素的分析以及耳石的同位素分析表明,灰西鲱在栖息地(河流和开阔的湖水)之间有规律地来回移动,而黄鲈和圆虾虎鱼大多终生呆在同一栖息地。
这一切意味着什么?
尽管河流羽状流的产量不如研究人员最初推测的那么高,但河口显示出作为生产热点的一些潜力,因此值得进一步研究。它们可能是幼鱼的特别好的环境。鉴于最近人们对鲱鱼种群数量逐年变化的担忧,以及它们作为其他珍贵鱼类的猎物的重要作用,河口可能有一些管理答案。
但更重要的是,鱼类管理人员现在对黄鲈、圆虾虎鱼和鲱鱼种群有了更清晰的了解。这些信息在制定管理这些物种的法规和帮助更多幼鱼和幼鱼存活的决策时可能具有重要价值。
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大湖渔业基金会 (GLFT) 的资助经理乔恩·比尔德 (Jon Beard) 表示:“研究的迷人之处在于,它不仅仅是证明或反驳一个假设。有时最有趣的结果来自于研究过程中获得的其他知识。”
这是最近 GLFT 资助的一个项目的真实情况,该项目旨在确定支流和河流羽流如何作为某些鱼类的繁殖区。
“从渔业管理的角度来看,该项目最有趣的发现之一不是河流羽流不是生产热点,而是研究人员发现密歇根湖近岸和河口的黄鲈鱼和圆虾虎鱼依赖不同的营养途径,似乎不会在两个栖息地之间频繁移动,”比尔德说。“这些信息对管理机构来说具有真正的应用潜力。”
事实上,GLFT 已经资助了另一项研究,以扩大对该主题的了解。
最初,研究团队将注意力集中在评估河流羽流的生产潜力上。在描述和评估它们的过程中,研究人员提出了另外两个重要问题:幼年黄鲈鱼、圆虾虎鱼和鲱鱼如何利用不同的栖息地(包括河口和开放湖泊)?这些栖息地如何支持鱼类生长?
为了回答这些问题,研究小组研究了鱼类的饮食和不同的生化指标。这些指标包括脂肪酸和稳定同位素,科学家用它们来评估支持鱼类生长的生产途径类型。
普渡大学林业与自然资源系副教授、该资助项目首席研究员之一托马斯·胡克 (Tomas Höök) 表示:“我们发现,开阔湖泊中的黄鲈鱼和圆虾虎鱼与河口中的黄鲈鱼和圆虾虎鱼的稳定同位素比和脂肪酸具有明显不同的特征。”这意味着,在大多数情况下,这些鱼不会在湖泊和河流之间来回游动;相反,它们主要停留在被捕获的栖息地。
Höök 表示:“我们看到的同位素值与几乎一生都在湖中或河口度过的鱼的预期值一致。”然而,灰西鲱的情况并非如此。由于灰西鲱的迁徙性更强(灰西鲱生活在湖中,然后跑进河里产卵),因此无论它们生活在哪个栖息地,它们的脂肪酸和同位素特征都相似。
当研究人员检查这三个物种的耳石时,这些发现得到了证实。正如 Höök 解释的那样,“耳石是鱼头中一种或多或少具有生物惰性的结构,像晶体一样生长。它们一开始是非常小的晶体,随着鱼的成长,物质会沉积在耳石上。一旦物质沉积下来,就不会被隔离回体内,因此它可以让我们了解鱼在一段时间内经历过的不同环境。”
研究小组分析了这三个物种的耳石边缘和中部的同位素组成,以确定它们曾经生活在哪里。在大多数情况下,对于黄鲈鱼和圆虾虎鱼来说,核心耳石特征与捕获鱼的环境相似,而灰西鲱的耳石特征则不同,这并不奇怪。
“这些发现表明,黄鲈和圆虾虎鱼的产卵群结构可能比密歇根湖的鲱鱼更复杂,这具有重要的管理意义,”大峡谷州立大学安尼斯水资源研究所教授卡尔·鲁茨说。“例如,如果黄鲈由湖泊边缘的众多亚种群组成,管理人员在制定与黄鲈管理相关的法规时,就需要认识到并考虑到这种多样性。”
需要进行更多研究来确定是否确实如此。
另一个可能对管理人员有用的发现是,虽然河流羽流并不是研究人员最初假设的生产热点,但河口似乎更有希望。“河口的条件似乎对一些鱼类有利,”Höök 解释道。“那里更温暖,水质浑浊,我们发现,尤其是鲱鱼幼鱼在那里的生长情况比在露天湖中更好。”
鉴于最近人们对鲱鱼种群数量逐年变化很大以及它们作为其他珍贵鱼类的重要猎物的担忧,河口可能存在一些管理答案。
至于最初的假设,Höök 和研究小组的其他成员认为,河流羽流可能是黄鲈、圆虾虎鱼和鲱鱼的生产环境,因为它们 (1) 集中了各种非生物成分(例如沉积物)和生物成分(例如细菌、浮游植物、浮游动物和幼鱼),(2) 刺激初级和次级生产,以及 (3) 提供适宜的温度条件。事实上,早期对伊利湖西部黄鲈的研究发现,由于浑浊度(或浑浊度)高,莫米河羽流中的幼鱼存活率确实高于周围的非羽流水域。该研究表明,水的浑浊度可能降低了捕食者寻找幼鱼的能力,从而提高了它们的存活率。Höök 和他的研究员同事认为,他们可能会在密歇根湖东南部的河流羽流中看到类似的结果。
鲱鱼和黄鲈鱼幼鱼的平均密度
在两年内收集了五条支流的样本后,研究小组发现,河流羽流呈现出的环境条件与开放湖泊略有不同。根据 Höök 的说法,羽流“稍微温暖一些,水稍微浑浊一些,这可能有利于觅食并保护幼鱼免受掠食者的伤害。你还可以看到,与非羽流区域相比,羽流中的营养物质浓度更高。”
不幸的是,密歇根湖东南部的羽流非常小,即使是圣约瑟夫河也是如此,圣约瑟夫河是该州第三大河流系统,也是研究中最大的河流。羽流的大小——或者更具体地说,关键物质在其中停留的时间长短——很重要。
“我们发现,水在羽流中停留的时间最长约为一天,”Höök 解释道。“在大多数情况下,停留时间要短得多。因此,尽管环境有些不同,但实际上非常有限。”
最终,Höök 表示,“这确实是一个栖息地问题。你必须了解栖息地利用情况,才能预测鱼类种群数量并找出管理方法。”
由于 GLFT 的资助,管理人员现在对黄鲈、圆虾虎鱼和鲱鱼种群本身有了更好的了解,以及它们如何移动、如何利用不同的环境、哪些资源支持它们的生长以及不同栖息地对生存的相对贡献。这些都是管理人员在努力帮助更多幼鱼和幼鱼生存时需要掌握的重要信息。