在阿拉斯加西南部努沙加克河孵化、生长并返回产卵的红鲑鱼和奇努克鲑鱼是世界上最大的鲑鱼渔场——布里斯托尔湾的一部分。该海湾拥有价值 15 亿美元的渔业产业，并对当地以自给自足为基础的社区起着至关重要的作用。一项新研究表明，保护它们比以往认为的要复杂得多。
这是因为根据今天发表在《科学》杂志上的一项新研究，这些鱼与努沙加克流域广阔多样的栖息地有着动态的、不断变化的关系，它们每年孵化和生长的地方都在变化。这使得很难确定哪里是最佳栖息地。“我们发现这些动态正在转移，影响着整个景观如何生产关键资源以及这些资源如何随时间变化，”该研究的主要作者、华盛顿大学的渔业生态学家 Sean Brennan 说。“整个景观是相互关联的，并共同促进这些资源的生产。”
像鲑鱼这样的游动性物种的理想栖息地会随着环境的变化而随时间移动，从而产生生态学家所谓的“变动的栖息地镶嵌”。这项研究表明，布里斯托尔湾渔场——占世界红鲑鱼近一半的来源——即使在鲑鱼在流域的栖息地之间迁移时，仍然保持可靠。“这是一项非常精妙的研究，展示了鲑鱼流域是如何运作的，”保护组织“野生鲑鱼中心”的科学主任 Matthew Sloat 说。
巧合的是，鱼类拥有一个绘制其栖息地镶嵌图的完美工具：耳石，它们在生命周期中会累积矿物质层。在切开的耳石中，这些层看起来就像年轮一样——并且传递类似的信息。这些层是随着河水中的碳酸钙随时间累积而形成的。仅靠这些层本身无法指示位置，但天然水道也含有少量的锶，这些锶也会沉积在碳酸钙层中。锶的比例根据鱼所在的位置不同而变化，从而产生独特的化学特征，研究人员可以用它来确定鲑鱼一生中的生活地点。此外，耳石环的大小可以揭示鱼在特定环境中生长的程度。科学家们从从海上返回努沙加克河口的红鲑鱼和奇努克鲑鱼身上提取了这些耳石。他们分析了 2011 年、2014 年和 2015 年收集的共计 1,377 条鲑鱼的耳石。
研究发现，鱼类在河流中的起源地点每年都在变化，幼鱼的觅食和生长地点也是如此。例如，2011 年，奇努克鲑鱼孵化在该流域的西北部，即上努沙加克河。但在 2014 年和 2015 年，这个高产区转移到了努沙加克的支流穆尔查特纳河。2014 年，红鲑鱼起源于蒂奇克湖附近；2015 年，这些鱼孵化在更广泛的湖泊和河流栖息地。
Brennan 说，为什么有些地点一年是很好的产卵或生长栖息地，而下一年就不是，这是一个很难回答的问题。“优质栖息地”对鲑鱼来说，涉及温度、食物供应和水流条件的组合。
科学家们确实知道，拥有如此多样的栖息地选择对于游动性物种的生存至关重要。正如作者们所写，“变动的栖息地镶嵌是使生态系统具有复原力的核心特征。”这些镶嵌使物种能够适应变化——当一个区域生产力较低时，它们可以找到更好的栖息地。“整个系统本身的作用大于其各部分之和，”Brennan 说。“你实际上拥有这种内置的缓冲能力来生产这种对该地区至关重要的可再生资源。”
Sloat 补充说，与布里斯托尔湾相对稳定、可持续的捕捞量相比，美国本土 48 个州的渔业往往有更极端的好年和坏年。这是因为那些流域比原始的努沙加克流域开发程度更高，并且缺乏那里的栖息地类型镶嵌。
这项研究表明，区分栖息地的尝试可能会适得其反。一项关于拟议的 Pebble 矿山（一个位于努沙加克支流的有争议的铜金开采项目）的环境影响评估草案，将受影响的鱼类栖息地描述为“质量较低”，并继续声称“这些直接的栖息地损失对太平洋鲑鱼种群的影响不太可能遍及整个流域”。但这或许忽略了整个流域理想栖息地的长期变化。“这项研究表明，短期评估可能会让你对鲑鱼栖息地的价值产生误解——一个一年生产力低的溪流，另一年可能生产力很高，”Sloat 说。“因此，对于开发来说，这是一个重要的信息，你真的需要更长远地考虑。”
Brennan 说，特别是随着气候变暖，保护整个镶嵌体——而不仅仅是栖息地斑块——将非常重要。“建立应对这种不可预测变化的能力的一种方法是，让所有选项都摆在桌面上，以分散风险。”
