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渤海是多种经济鱼类的产卵场、索饵场和育幼场,在黄渤海渔业生产中占据重要地位。环渤海地区的快速发展,给渤海生态环境带来了巨大压力,随之产生的是渤海富营养化严重、滨海湿地景观格局破碎化、自然海岸线逐年减少等诸多问题。与此同时,渤海鱼类群落结构有着明显改变,多样性下降,鱼类种群呈低龄化、小型化、低质化。在人类活动和全球变化相互作用的背景下,渤海生境要素究竟发生了怎样的变迁过程?渤海渔业生物多样性又呈现出何种演替规律?为了回答这些问题,本研究梳理了近60年来的渤海调查数据,探讨了渤海的生境特征和鱼类多样性特征,阐明了渤海渔业水域生态环境退化和生物多样性演变规律的过程,为构建渤海健康生态系统、保护和恢复渤海重要生物资源提供了理论依据和重要参考。主要研究结果如下:1、揭示了60多年来渤海鱼类多样性的演替规律。(1)渤海鱼类共有24目79科241种,包括软骨鱼纲8目14科26种和辐鳍鱼纲16目65科215种。按照适温性划分,包括暖水种69种、暖温种112种、冷温种60种。通过分析发现,鱼类多样性呈下降趋势,以夏季为例,1959年渤海鱼类有71种,2013年下降至29种,2016年恢复至51种。(2)自1958至2017年,优势种呈现低值化,小型中上层低营养级鱼类逐渐取代大型底层高营养级鱼类。1950s-1960s优势种为小黄鱼和带鱼,1980s-1990s优势种被黄鲫、鳀取代,近20年虾虎鱼类逐渐成为渤海优势种。(3)1959-2017年渤海鱼类相对资源量指数呈下降趋势。1959年平均指数为67.89kg/h,2016-2017年平均指数为27.91 kg/h。(4)代表种生物学特征发生明显变化。比如,小黄鱼平均体长和平均体重分别从1960年的205.8 mm和161 g下降至2010年124 mm和30 g,小黄鱼平均年龄由1960年3.8龄下降至2003年1.6龄。银鲳平均叉长和平均体重分别从1982年的170mm和185 g下降至2010年118 mm和48.6 g;黄鲫的平均叉长和平均体重分别从1982年的156 mm和30 g下降至2010年99.5 mm和12.3 g。总而言之,渤海主要鱼类都出现不同程度小型化、早熟化。2、阐明了渤海渔业水域近60年的生境变迁过程。(1)整体上1959-2016年渤海水体温度呈波动状态,2016年渤海表底层水温均达到最高值。相较于1956年,2016年表底层平均温度分别上升了0.04℃和0.23℃。盐度整体呈递增趋势,2016年的表层平均盐度较1959年上升了6.81%,底层盐度上升5.76%;近60年来,渤海p H值在国家水质标准范围内;磷酸盐则呈下降趋势,近20年磷酸盐平均浓度相比60-90年代磷酸盐浓度下降1倍左右;无机氮浓度呈上升趋势,近20年渤海无机氮浓度较上世纪60-90年代无机氮平均浓度上升2.11倍;氮磷比整体呈上升趋势,表明渤海营养盐由氮限制逐步向为磷限制演化。(2)浮游植物丰度整体呈下降趋势,近60年来,渤海浮游植物丰度最高值(216×10~4cells/m~3)出现在上世纪80年代,随后呈下降趋势,本世纪初下降至最低值(28.0×10~4cells/m~3),近几年有所回升(68.0×10~4cells/m~3)。浮游植物群落由单一的硅藻演变成硅藻和甲藻共同主导,且甲硅藻比呈逐年上升趋势。桡足类是构成渤海浮游动物群落的主要种类,其中强壮剑虫、中华哲水蚤、强额拟哲水蚤、拟长腹剑水蚤、小拟哲水蚤、克氏纺锤水蚤在近60年期间内始终处于优势种地位。渤海浮游动物生物量整体呈上升趋势,近20年渤海浮游动物平均生物量较上世纪末的40年上涨2.65倍。21世纪以来,渤海水温大幅升高,营养盐含量持续上升,促进了浮游生物的大量繁殖,形成赤潮等灾害,水体溶氧降低,导致鱼类大量死亡。围填海、过度捕捞、废水排放和海水养殖等人类活动,大范围破坏了鱼类生境,鱼类的生存和繁殖均受到严重影响,渤海鱼类群落结构发生了重大改变。在过度捕捞和环境胁迫的双重影响下,渤海鱼类出现个体小型化、低质化和群落结构小型化现象。