裸鯉耳石解密氣候變化

　　青藏高原是對全球氣候變化最為敏感的區域之一。自20世紀80年代末以來，隨著全球水循環的加劇，氣候變化對青藏高原水資源和水環境的影響日益明顯，加速了冰川退縮和湖泊擴張。然而，這種由氣候變化導致的水環境變化，會對水生生物和食物網造成怎樣的影響，高原魚類又對氣候變化如何響應，我們卻不清楚。

　　最近，中科院水生生物研究所研究員陳毅峰團隊將樹輪年代學的理論和方法應用到魚類，構建了長達40多年的青藏高原特有魚類的生長指數年表，并對西藏面積最大的高原湖泊色林錯的裸鯉繁殖物候進行了深入的研究。

　　這項持續20余年的研究，不僅首次量化了我國魚類的物候變化，而且為研究魚類以及其他水生生物如何響應氣候變化提供了新的途徑。該研究成果近日在Global Change Biology在線發表。

　　與色林錯結緣

　　在青藏高原岡底斯山北麓，有一片藍綠色的純凈湖面，這是西藏第一大湖泊，也是中國第二大咸水湖——色林錯。陳毅峰與青藏高原的結緣，正是20多年前從這里開始的。

　　1997年，西藏一個鄉鎮企業局組織牧民去色林錯冬捕。在那之前，青海湖的裸鯉，也就是當地人稱的黃魚，已經因為過量捕撈而種群數量嚴重衰減，被青海省規定為禁捕魚類。如何恢復青海湖裸鯉的種群數量，成為擺在人們面前的一道難題。

　　高原上的魚類本身生長速度非常慢，一旦捕撈過量，就會對種群造成嚴重的后果。如何通過研究確定色林錯魚類的合理捕撈量，以保證其魚類種群數量不會發生衰退，保證色林錯的生態可持續發展，成為擺在陳毅峰面前的工作。

　　在此之前，青藏高原魚類的生態學研究，幾乎一片空白。“我們知道這里有什么魚，但這些魚到底是怎么生長的，我們卻不清楚。”陳毅峰告訴記者。于是，借著這個機會，陳毅峰想要弄清楚，高原上的一條魚究竟是如何生長、如何繁殖、它的生長需要什么條件、種群數量有多少、年齡結構是怎樣等問題。“等于去研究高原魚類完整的生活史。”陳毅峰說。

　　色林錯位于藏北無人區的邊緣地帶，沒有太多的人為因素干擾，即使從1997年開始冬捕，但因為色林錯面積較大，冬捕的時間和數量又都非常有限，所以在這里可以觀察到純粹的環境變化帶給魚類的影響。

　　研究中，陳毅峰團隊逐漸發現，高原魚類與平原魚類在生物學上的差異非常大。“比如，生長周期的差異非常明顯，平原地區的魚類，比如四大家魚，生長一年基本上就可以長到兩三斤，除了中華鱘這類需要洄游的，兩三年就可以達到性成熟了。而色林錯的裸鯉，長一斤大概需要將近十年，性成熟則需要4~5年。”陳毅峰解釋說，“另外，高原上的氣候環境非常特殊。青藏高原從9月中旬就開始進入冬季了，開始下雪冰封，這也是高原魚類生長緩慢的原因之一，因為餌料生物不夠，氣溫太低，一年中大概只有半年時間可以生長，其他時間都是在越冬休眠。同時，由于色林錯的魚類長年沒有被捕撈，所以我們捕獲的魚類個體基本都能長到20~30年，只有三斤左右重，它們的年齡結構拉得非常長。”

　　氣候變暖使裸鯉繁殖物候顯著改變

　　隨著研究的深入，陳毅峰團隊選取了魚類體內的一個小東西——耳石作為突破口。

　　耳石，是脊椎動物的內耳或無脊椎動物的聽泡中的一種石灰質結石，在許多真骨魚中尤為顯著，形成堅硬的體質。

　　此前，對魚類年齡鑒定一般用鱗片來進行，只需要簡單處理即可，但對于高原魚類來說，這個方法卻有問題。“高原魚類生長在冷水環境中，為了保溫，它們就要減少鱗片的縫隙，這就導致它們的鱗片逐漸退化，變得非常細密。海拔4000米以上的高原魚類，鱗片基本上都退化完了，只留下一個側線鱗以及臀鰭和肛門兩側留下來的左右各一排鱗片。這些鱗片不是很規則，再加上它們會在繁殖的河床等場所有所磨損，所以就不太適合作為年齡測定的材料。”陳毅峰說。

　　于是，研究人員開始尋找適合高原魚類年齡鑒定的材料，耳石就是一個。將耳石取出小心地磨成薄片之后，就可以在顯微鏡下觀察到上面如同樹木年輪那樣一疏一密排列的圓圈，一疏一密就代表一年。

　　“一個兩三斤重的高原魚類，它的耳石大概只有半顆米粒那么大，我們要完全用手工打磨出來，需要磨成大約牛皮紙信封那么薄，才能在顯微鏡下看出輪文來，所以工作量非常大。也因為材料制作不易，后來我們就把這些材料盡可能都保留下來，看看以后還能做點什么。”陳毅峰說。

　　隨著研究的持續，陳毅峰團隊利用耳石進行魚類年齡鑒定的技術也越來越成熟。在其獲得的魚類樣本中，最高紀錄可以達到48歲，這使得他們可以構建出高原魚類較長時間段的生長指數年表。

　　此后，陳毅峰團隊又將全球氣候變化與高原魚類研究相結合，其最近發表的研究結果顯示，從20世紀70年代到2000年，氣候變暖導致裸鯉的繁殖物候發生了顯著的變化，幼魚的生長季節共增加了約17天，增加的速率約為每10年3天。其中，1970年到1990年期間增加的13天主要通過繁殖物候的提前來實現，而1990年到2000年期間增加的4天則通過生長季節向冬季延伸得以實現。

　　高原上的“有趣”生活

　　從1997年到如今，陳毅峰對青藏高原魚類的相關研究已經進行了20多年。這些年里，陳毅峰平均每年要帶隊在色林錯湖邊搭帳篷住兩個月。守著咸水湖，水不少，但能喝的卻沒有，更不用說電和網絡信號。隨行帶的菜勉強能維持一個月的時間，剩下一半的時間只能靠土豆和軍用罐頭支撐，好在現在可以返回拉薩或那曲購買，對此陳毅峰已經很滿足。

　　陳毅峰打趣自己和伙伴在藏北高原搭帳篷住，一天就能經歷四季。“早上起來涼颼颼的像初春，太陽曬過以后云飄過來就開始下雨，雨下著下著又變成了冰雹，沒準還會變成雪花。等云走了天空立馬就放晴，太陽一曬帳篷里頭能達到四五十攝氏度，就像蒸籠一樣的。”陳毅峰說，“戴眼鏡的人基本上20天過后就會變成黑白顛倒的熊貓，臉是黑黢黢的，只有眼睛周圍一圈是白的。”

　　色林錯面積很大，團隊成員一進一出就需要一整天時間，只能帶一點壓縮餅干在船上對付一下，還必須在傍晚太陽下山之前趕回來。“晚了高原上要起風，風從陸地往湖里吹，你不回來可就被越吹越遠了。”陳毅峰哈哈大笑起來。

　　在陳毅峰看來，高原上的日子不僅不艱苦，還“挺有趣的”。“還記得2012年到2013年那會兒，我覺得高原上的生活簡直太美了，每天都是藍天白云，一天能度過四季，想吃什么自己就動手做點兒，工作結束我都不想回來，無奈伙伴們嚷嚷著要回家。”

　　在無人區邊緣，陳毅峰等人偶爾也會遇到一些游牧藏民。一開始，藏民看到這些人每天到湖里捕魚，很不理解，研究人員也擔心會與當地人發生沖突。但后來，藏民逐漸了解到，這群科學家每年來到這里捕魚，并不是為了吃，而是為了研究和保護高原魚類，雖然語言不通，也開始和他們邊比劃邊猜地熟識起來，有時會拿曬干的羊腿向團隊成員換點蘋果和罐頭。每年臨走時，陳毅峰會把隨行的鍋、桶、行軍水壺、船、鋪蓋都留下來送給藏民。

　　當然，讓陳毅峰留戀高原的不僅是“有趣”的生活，還有這項研究的意義。“全球氣候變化是個長期的過程，但它在每年每時每刻都在潛移默化地發生著。過去，我們只能是通過氣象站進行長期的監測，而且在海拔4000多米的高原，是很難持續監測的，但我們現在將氣候變化與魚類研究相結合，來解決這個問題。”陳毅峰說，“同時，以前對于魚類物候的研究非常稀少，我們從方法上作了一個突破，首次對我國魚類的物候變化作了比較精準的量化研究。以后，我們會繼續探索。”