基于eDNA技术的密云水库鱼类群落结构及生态位变化分析

曲疆奇1，郝桐锋1，2，李永刚3，刘录民3，郝东生3，贾成霞1，张清靖1*

(1.北京市农林科学院水产科学研究所渔业生物技术北京重点实验室，北京 100068；2.天津农学院水产学院，天津 300392；3.北京市密云区农业服务中心，北京 101500)

摘要：为探究南水北调中线工程蓄水后新水域环境对鱼类群落的影响，采用eDNA宏条形码技术(environmental DNA metabarcoding)首次对密云水库鱼类群落结构及多样性的时空变化特征进行了分析，并结合生态位宽度Shannon-Winner(Bi)和重叠Pianka指数(Qik)研究了鱼类种群间的相互作用、共生共存及生态位分化的响应过程。结果表明：本次调查密云水库共检出86个鱼类物种eDNA信息，隶属14目21科68属，有3个鱼类eDNA信息仅注释到科、属级分类水平；鱼类主要栖息于水库底层(61.63%)，以肉食性(43.02%)和杂食性(26.74%)摄食类型为主；PCoA分析显示，密云水库各采样点鱼类群落结构无显著性差异(P>0.05)，Alpha多样性各项指数也无显著性差异(P>0.05)；主要鱼类生态位宽度为1.15～9.25，均为中生态和广生态位种，其中，生态位重叠指数Qik>0.6 的种对有517对，约占总种对数的14.15%；与历史资料相比，鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)、鲫(Carassius auratus)、鲂(Megalobrama terminalis)和鲤(Cyprinus carpio)等增殖放流鱼类仍为水库主要经济鱼类。研究表明，蓄水后营底栖、以肉食性和草食性为主要生活策略的水库鱼类对环境的适应能力较弱，且彼此之间竞争明显。

关键词：密云水库；鱼类群落结构；多样性；生态位变化；南水北调

基金项目：北京市农林科学院科技创新能力建设专项 (KJCX20230807，20240504)；北京市农林科学院水产科学研究所改革与发展项目(JJPY-2024-04，JJPY-2024-03)；现代农业产业技术体系北京市渔业创新团队项目 (BAIC07-2024-07)

作者简介：曲疆奇(1985—)，男，副研究员。E-mail：quqi20122012@163.com

通信作者：张清靖(1974—)，男，研究员。E-mail：zhangqjhbs@126.com

鱼类多样性是水域生态系统健康监测的核心指标，在评价其所处水生态系统变化时具有特殊的生态意义[1]。首先，鱼类是水生态系统的顶级群落，主要通过摄食活动影响其他类群的群落结构(如藻类、甲壳类动物和底栖生物的群落结构等)[2]，同时，鱼类排泄物中含有大量的氮、磷和其他微量元素，这些营养物质对于其他类群的生长和繁殖也起到了关键作用[3]。其次，鱼类对水质条件非常敏感，在环境胁迫下鱼类会产生各种适应性变化，因此，在水环境监测中可将其作为重要的指示生物[4]。此外，在水生态修复实践中，鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)等滤食性鱼类可通过“非经典生物操纵”方式抑制藻类生长[5]，从而达到净化水质的目的。因此，研究鱼类多样性及其群落变化对于保护和管理水生态系统、促进水域健康和可持续发展至关重要。

eDNA宏条形码技术(environmental DNA metabarcoding)是一种基于环境DNA分析的新技术，可用于监测水体、土壤和底泥等环境中的生物物种[6]。目前，eDNA宏条形码技术已广泛应用于包括鱼类、大型底栖无脊椎动物和甲壳类动物等水生生物多样性监测，以及物种保护和环境污染监测等领域[7]。使用eDNA宏条形码技术可以快速鉴定和识别鱼类物种，获取鱼类种群数量信息；同时也可掌握鱼类在水体中的空间和时间分布，提供关于鱼类栖息地选择、迁移和生态互作等方面的信息[8]。此外，使用eDNA宏条形码技术还可以有效避免传统采样方法在大面积水域中调查和无法接触到的深层水域监测时所面临的困难，节约大量人力、物力和时间，可大幅提高渔业资源调查效率[9]。

密云水库是华北地区最大的水库，也是首都北京最重要的地表饮用水水源地。作为南水北调中线工程终端受水区，其水生态健康状况是社会各界关注的焦点。自20世纪60年代水库建成以后，原有潮河和白河的自然河道变化为南水北调前密云水库生境。2015年9月11日，南水北调中线工程全线贯通，密云水库库存蓄量由调水前的8.5亿m3逐步升至目前的27亿m3，南水北调来水使库区水位显著升高、营养盐含量发生改变及外来浮游生物与无脊椎动物引入，这些因素均可能影响库区原有生态平衡，导致水库土著物种的数量和种群结构发生变化[10]。因此，了解水库中鱼类的组成、多样性及群落结构变化对保护水体生物多样性至关重要。

目前，相关研究主要集中在南水北调后密云库区水环境[11]、浮游藻类与水生植物[12]、底栖动物群落[13]变化及食物网营养结构特征[14]等方面，而在新水域环境下鱼类多样性及生态适应性研究较少。本研究中，运用eDNA宏条形码技术对南水北调蓄水后的密云水库保护区鱼类组成、生态类型和物种多样性时空变化进行了研究，并通过生态位宽度和重叠分析方法揭示了鱼类群落结构的生态位分化特征与种间竞争关系，以期为密云水库生态环境保护和管理提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 采样点设置及样品采集

分别于2022年5月和9月在密云水库保护区采集鱼类eDNA样品。根据密云水库水域形状和生境特点布设了7个典型采样点(图1)。其中，白河坝(BHB)、潮河坝(CHB)为库区内主坝区附近水域；白河口(BHK)、潮河口(CHK)为河流入库水域；库中心(KZX)、金沟(JG)和燕落(YL)为库区内水域。在船上使用不锈钢采水器分表、中、底层采集水样各1.5 L，每个采样点采集3个平行样本。将同一采样点位的所有样本进行充分混合，保存于已灭菌的棕色采样瓶(5 L )中低温下带回实验室。使用0.45 μm 孔径的玻璃纤维滤膜(天津津腾)进行真空抽滤，将富集eDNA样本的滤膜置于5 mL无菌冻存管并用铝箔纸包裹，用液氮速冻后放入-80 ℃超低温冰箱中保存备用。

1.2 方法

1.2.1 eDNA提取、PCR扩增和高通量测序参考Li等[15]的方法进行eDNA提取和PCR扩增。使用 FastDNATM Spin Kit for Soil(MP Biomedicals，美国)提取水样中的总 eDNA，待所有样本eDNA浓度和纯度检验合格后，用干冰保存送至广州美格基因(MAGIGENE)科技有限公司进行测序。使用12S rDNA基因的eDNA通用PCR引物 MiFish-F/R[8]进行PCR 扩增。每个样本的eDNA用无菌去离子水稀释至20 ng/μL，作为PCR扩增模板。PCR总体积为50 μL，包含 2×Taq PCR Mastermix (TIANGEN)25 μL，正、反向引物各2 μL，模板4.0 μL，无核酸酶水17 μL。PCR扩增条件按照Zou 等[16]所述方法进行。

采用20 g/L的琼脂糖凝胶电泳对扩增目标产物进行质量检测及纯化，然后使用NEBNext® UltraTM Ⅱ DNA Library Prep Kit for Illumina®(New England Biolabs，美国) 和Qubit@ 2.0 Fluorometer(Thermo Fisher Scientific，美国) 建立测序文库和质量检测，并在Illumina Nova 6000平台上对文库进行2×250 bp双端测序。

使用Fastp 0.20.0软件对下机测序数据质控，经切割、拼接、组装和过滤得到高质量有效数据。参照Miya等[17]所述方法，利用MiFish pipeline(https：//mitofish.aori.u-tokyo.ac.jp/mifish/workflows/ new)将有效数据最终聚成可操作分类单元(MOTUs)，与MiFish Database 进行比对物种注释，并进行人工校对后统计不同分类水平上reads序列数量和物种信息。

1.2.2 物种组成分析本研究中历史数据库源自密云区农业服务中心水产科记录数据和文献资料[18-21]。依据Fishbase数据库(https：//fishbase.mnhn.fr/)对鱼类生态类型(包括栖息场所和食性)进行判定分析。

1.2.3 β多样性分析基于Bray-Curtis距离矩阵进行PCoA 主成分分析，并采用置换多元方差分析(permutational multivariate analysis of variance，PERMANOVA)方法[15]探索空间格局不同区域鱼类群落组成差异性或相似性；参照王梦等[22]的方法，使用R语言的vegan数据包计算Alpha多样性指数，并采用T检验分析时间尺度上Alpha多样性指数的差异特征。

1.2.4 生态位宽度分析参考Shannon等 [23]的方法，生态位宽度Shannon-Winner指数(Bi)计算公式为

式中：Pij 为物种i在第j个资源状态下的个体数占其物种总数的比例；R为所有物种的数量。根据生态位宽度值大小，可分为窄生态位种(0<Bij<1.0)、中生态位种(1.0<Bij<2.0)和广生态位种(Bij>2.0)。

1.2.5 生态位重叠分析参考Pianka等[24]的方法，生态位重叠Pianka指数(Qik)计算公式为

式中：Pij和Pkj分别为物种i和k在第j个资源状态下的个体数占其物种总数的比例；R为所有物种的数量。生态位重叠值大小取值范围为[0，1]，Qik>0.6为显著重叠，0.3≤Qik≤0.6为有重叠意义，而Qik<0.3为无重叠意义。生态位重叠值越高，说明种间竞争越大。

1.3 数据处理

采用 Excel 2007和R Studio 4.2软件对含鱼类物种信息注释的reads序列信息进行分类统计。采用Arcgis 10.3软件制作采样站位图。

2 结果与分析

2.1 鱼类种类组成

通过生物信息学筛选，共获得了鱼类1 079 712条高质量reads序列。经注释和人工校对后，用eDNA宏条形码标记技术共监测到密云水库86个鱼类eDNA信息，隶属14目21科68属，有3种仅鉴定到科、属[鲑(Salmonidae sp.)、罗非鱼(Oreochromis sp.KM 2006)和胡子鲇(Clarias sp.NM 2010)]，而密云水库曾有历史报道的鱼类共12科36种(表1)，其中，鲤形目(Cypriniformes)和虾虎目(Gobiiformes)鱼类种类数占比最高，分别为48.8%和16.3%；其次是鲇形目(Siluriformes)、鲈形目(Perciformes)和鲱形目(Clupeiformes) 鱼类占比较高，分别为7.0%、5.8%和5.8%；而银鲈目(Gerreiformes)、鲟形目(Acipenseriformes)、合鳃目(Synbranchiformes)、鳉形目(Cyprinodontiformes)、攀鲈目(Anabantiformes)、银汉鱼目(Atheriniformes)、日鲈目(Centrarchiformes)和胡瓜鱼目(Osmeriformes)占比较小，种类数丰度均小于4%。

在种分类水平上，序列相对丰度排名前10的鱼类分别为鲢、鳙、鲫(Carassius auratus)、鲂(Megalobrama terminalis)、鲤(Cyprinus carpio)、蓝鳃太阳鱼(Lepomis macrochirus)、齐氏罗非鱼(Coptodon zillii)、鲑科1种(Salmonidae sp.)、普栉虾虎鱼(Ctenogobius giurinus)和团头鲂(M.amblycephala)。其中，鲢的序列相对丰度在5、9月均较高，分别为33.44%和23.91%，其次为鳙，5、9月序列相对丰度分别为19.15%和27.11%。由此可见，密云水库主要增殖放流品种鲢、鳙的序列占比具有绝对优势，其他增殖放流品种鲤、鲫和鲂的序列丰度也相对较高(图2)。

2.2 鱼类分布与食性特征

鱼类在水库中按栖息分布可划分为3类，分别为中上层、中下层和底层鱼类，种类数依次为底层>中上层>中下层(图3(a))。鱼类按食性可划分为5类，种类数依次为肉食性>杂食性>浮游生物食性>底栖动物食性>草食性(图3(b))，其中，肉食性鱼类以鲤科鱼类的鲌属(Culter)、高原鳅属(Triplophysa)、马口鱼属(Opsariichthys)及虾虎科(Rhinogobius)鱼类为主，占肉食性鱼类总数的54%；大部分鲤科鱼类均为杂食性鱼类，占总数的82.6%；而增殖放流品种如鲢、鳙、池沼公鱼(Hypomesus olidus)，以及一些水库小型鱼类如

(Hemiculter leucisculus)和麦穗鱼(Pseudorasbora parva)等主要以浮游生物为食物。

2.3 鱼类多样性的时空变化特征

基于各采样点序列丰度的PCoA 主成分分析显示，主成分轴1和轴2的解释度分别为44.76%和12.88%；主坝、河口和库区水域物种组成结构相似，采样点样本之间分离现象不明显(图4)。基于Bray-Curtis距离的置换多元方差分析结果未达到显著水平(F=1.078 7，P=0.352)，说明空间格局下鱼类物种组成无显著性差异(P>0.05)。在时间尺度上，鱼类群落相对丰度的Alpha多样性分析显示，Shannon多样性指数、Pielou 均匀度指数、Richness和Simpson多样性均无显著性差异(P>0.05)(表2)，说明受调水影响，蓄水后水库鱼类在时空尺度上均未呈现显著性差异特征。

2.4 生态位宽度特征

从图5可见：密云水库主要鱼类(前10目)生态位宽度变化为1.15～9.25，无窄生态位物种。其中，鲤形目鱼类花鱼骨(Hemibarbus maculatus)和蛇鮈(Saurogobio dabryi)，沙塘鳢科鱼类小黄黝鱼(Micropercops swinhonis)和河川沙塘鳢(Odontobutis potamophila)，鲱形目鱼类韦氏侧带小公鱼(Stolephorus waitei)、孔氏小公鱼(S.commersonnii)和岛屿小公鱼(S.insularis)，鲇形目鱼类怀头鲇(Silurus soldatovi)、大口鲇(S.meridionalis)和下口鲇(Hypostomus plecostomus)等10种鱼类生态位宽度值<2，属于中生态位种；其余鱼类均属于广生态位种，几乎所有鲤形目鱼类均属广生态位，均具有高生态位值(Bij>2.0)。上述结果说明，鲤科鱼类为密云水库泛化种，其分布范围十分广泛，对环境的适应能力也较强。

2.5 生态位重叠特征

在密云水库鱼类的3 655个种对中，Qik>0.6 的种对有517对，约占总种对数的14.15%，以孔虾虎鱼-舌虾虎鱼、怀头鲇-下口鲇的重叠值最大(0.997)；0.3≤Qik≤0.6的种对有973对，约占总对数的26.62%；其余2 165个种对的 Qik<0.3，约占总种对数的59.23%，表明密云水库鱼类生态位重叠达到有显著意义的种对比例较低(表3)。

从图6可见，密云水库主要经济鱼类鲢、鳙、鲂、鲫和鲤相互间及与其他鲤科鱼类间(如草鱼、长春鳊和团头鲂)均呈现出较高的生态位重叠值特征。从表3可见，亲缘关系近的鱼类如孔虾虎鱼-舌虾虎鱼、怀头鲇-下口鲇等无论是生存空间，还是食性及营养所需均一致，符合高生态位重叠值特征。因此，南水北调造成的水位上升对鱼类栖息环境、食物来源和生存空间均产生了影响，从eDNA信息中反映出这些鱼类产生了明显的资源需求和竞争关系。

3 讨论

3.1 密云水库鱼类物种组成变化

根据历史文献数据，从建库初期到1981年，密云水库可捕捞鱼类为鲢、鳙、鲤、鲫、鲂、草、

、贝氏

和鲌等鲤科鱼类[18]。南水调水前，2015年调查结果显示，密云水库主要渔获物为鲢、鳙、鲤、鲫、鲌、鲂、草鱼、

和池沼公鱼等鱼类，其中，鲢和鳙所占比例达到了50%以上，主要渔获物组成与建库初期较为一致[19]。调水后，2017年调查结果表明，密云水库共有鱼类27种，有约29%的原生物种未监测到[20]；2020年，李昌等[21]通过稳定同位素方法对密云水库鱼类群落营养结构调查结果表明，现场共采集密云水库鱼类28种，隶属4目(鲑形目、鲤形目、鲇形目和鲈形目)9科(胡瓜鱼科、鲤科、鳅科、鲿科、鲇科、鮨科、塘鳢科、虾虎鱼科和鳢科)26属。本研究中，通过eDNA宏条形码技术在密云水库共监测到14目21科68属86种鱼类物种eDNA信息(表1)，其中，鲤科鱼类38种，占比达44.18%。与历史文献数据及水库上、下游潮白河鱼类数据调查相比(5目10科36属43种)[25]，鲢、鳙、鲫、鲂和鲤等鲤科鱼类仍是现阶段密云水库主要经济鱼类种，这主要归因于这些鱼类为密云水库的主要增殖放流品种[26]。

3.2 eDNA技术对鱼类多样性及群落结构的影响

本研究表明，采用eDNA宏条形码技术可获得更多的鱼类多样性。分析其原因，一是，与传统捕捞方法相比，利用eDNA宏条形码技术能够采集到传统网具捕捞无法触到的水库深水水域或特殊生境区域的环境样本信息，并在目、科、属、种分类水平上可以区分那些利用传统捕捞方式不易直接辨认、亲缘关系较近鱼的种类[9]；二是，由于渔业资源调查期受休渔期和网具规格的限制，使体型较小或部分种群规模较小的鱼类捕获概率变小。如本研究中监测到小型鱼类虾虎科鱼(体长一般为100～150 mm，最大体长不超过500 mm)的物种丰富度较高，而以往通过网具捕捞方式仅采集到普栉虾虎鱼和波氏吻虾虎鱼两种鱼类。此外，利用eDNA宏条形码技术监测到的一些鱼种类并未在历史数据库中得到验证，说明选取的历史数据库也不能完全代表密云水库现阶段的鱼类群落组成结构。一方面有可能是由于eDNA宏条形码技术在鱼类物种鉴定中存在一定的局限性，在同一类物种几个碱基上的不同有可能导致对个别亲缘近的种类鉴定出现偏差[27]，如本研究中有3种鱼未鉴定到种水平，不能确定是否与历史数据库鱼类相一致。另一方面，南水北调中线贯穿南北，水域横跨鄂、豫两省，其中水源区丹江口水库是长江支流汉江上的水利枢纽，本研究中一些以往历史上未曾监测到的鱼类，如银汉鱼(Atherinidae sp.)、刀鲚(C.nasus)、食蚊鱼(G.affinis)、胡子鲇(Clariidae sp.)、下口鲇和南方拟

(P.dispar)等鱼类与长江流域鱼类区系特征相一致，并在农业农村部统筹组织的长江水生生物资源与环境本底状况调查(2017—2021年)中均有记录[28]；而圆吻鲴(D.tumirostris)、大口黑鲈(M.salmoides)、怀头鲇和大口鲇亦在南水北调水源区丹江口水库监测到[29]；一些濒危裂腹鱼亚科种类[30]，如裸鲤(G.przewalskii)、齐口裂腹鱼(S.prenanti)、黄河裸裂尻(S.pylzovi)和极边扁咽齿鱼(P.extremus)[31]等鱼类为长江、汉江和黄河上游水系物种。到目前为止，通过捕捞方式确定的密云水库鱼类仅有36种(表1)，而本研究中通过eDNA方式监测到的鱼类信息明显多于历史捕捞数据，如齐氏罗非鱼和鲑的序列相对丰度较高，但捕捞调查过程从未监测到(图2)。因此，尽管eDNA技术在鱼类资源调查中显示出比传统捕捞方式方便、快捷的特点，但还是具有样品信息与实际捕捞差异较大的情况，可能存在假阳性结果。因此，在调查过程中需避免样品之间交叉污染，同时eDNA技术不能代替传统捕捞方法，应作为传统方法的补充工具协同进行渔业资源调查。

最近研究表明，eDNA宏条形码技术可以有效揭示鱼类群落结构的时空变化特征[32]。本研究结果表明，鱼类物种多样性在5月和9月间无显著性变化。物种多样性和均匀度是衡量生态系统稳定性的重要变量，一般而言，多样性指数和均匀度指数越大，群落结构就越稳定[22]。与水库相连的潮白河[25]、水源区丹江口水库[29]及调蓄型三峡水库相比[33]，本次调查期内鱼类多样性Shannon指数与潮白河基本一致，且高于丹江口水库；而均匀度Pielou指数均低于以上河流和水库水体，这说明南水北调初期生态调度有利于密云水库鱼类资源的进一步修复，丰富了水库鱼类物种多样性，但原有水库生境的转变也使鱼类群落结构发生了改变。本研究结果表明，草食性鱼类和底栖动物食性鱼类比例较低(图3)，说明库区蓄水量急速上升在一定程度上影响和破坏了草食性鱼类和部分喜流水性鱼类的栖息、繁殖和摄食生境。曹鲲鹏等[12]调查结果表明，水库原来库区岸边带水生植物已全部被淹没致死，预计库岸带的挺水植物、沉水植物和陆生草本植物大面积恢复还需要多年时间。而南水北调后，水库中的底栖动物数量随水深增加而减少[34]，优势种也由原来的软体动物门腹足纲和双壳纲类群变化为以节肢动物门摇蚊科和颤蚓科为主的优势类群[13]。因此，食物数量的减少和组成的变化将会进一步影响营草食和底栖生活鱼类种群结构。

3.3 鱼类生态位结构差异

生态调水显著扩大了密云水库生境面积和水深，这可能会导致在部分呈静水状态的开阔水域出现生态位空缺现象[29]。水域生态系统的恢复重建体现出生物与环境的互馈演化，以及新水域环境下生态位构建的物种之间协同进化关系[35]。物种的生态位宽度反映了物种对环境的适应能力和对生境资源的利用程度。本研究中，除了花鱼骨和蛇鮈为中生态位宽度，其他绝大多数鲤科鱼类的生态位宽度值均较高(图5)，其中，达氏红鳍鲌生态位宽度最大，其次包括增殖放流的鳙、鲢、鲤、鲫和鲂也都具有较高的生态位宽度。鱼类对水生环境变化的适应性与鱼类生态类型组成有着密切关系。一方面，鲤科鱼类一般分布在水体中下层或底层，喜弱光和缓静流，这使它们在水库中的活动范围较大且分布均匀；另一方面，鲤科鱼类食性较广，既有以肉食性为主的红鳍原鲌，以草食性为主的草鱼或以滤食浮游生物为主的鲢、鳙等，又有属于杂食性鱼类的鲤、马口鱼等鱼类。因此，鲤科鱼类属于广适性鱼类，对新水域环境的适应能力和资源利用能力均较强。而小黄黝鱼、河川沙塘鳢、怀头鲇和大口鲇均为肉食性、营底栖生活的鱼类，受食性多样性和生活方式所限，其生态位宽度明显低于鲤科鱼类和其他物种。

生态位重叠是发生种间竞争的先决条件，反映了不同物种对同一资源利用存在交错现象[36]。本研究结果表明，密云水库鱼类表现出一定的生态位重叠现象，具有显著重叠效应的种对数约占总数的14.15%。具体表现为两个方面：一是同属间物种具有高生态位重叠性，尤其在以底栖、肉食性为生活策略的鱼类中表现比较明显，水位上升会扰乱密云水库底栖动物群落，造成底栖动物资源量减少，包括螺蛳、蚌和蚬等软体动物，进而对以捕食底栖无脊椎动物、水生昆虫类的鱼类产生直接影响，如本研究中重叠概率最高是孔虾虎鱼-舌虾虎鱼、怀头鲇-下口鲇等(表3)；二是不同属间存在共同的环境资源需求，如增殖放流鱼类鳙与鲢、鲤、鲫、鲂和鳊间均具有较高的生态位重叠性(图6)。这可能是由于水位的上升也影响了栖息水环境，如溶解氧。水位上升后底层栖息环境溶解氧减少也会使鲤生存空间上移。同时鱼类不会绝对生存在某个水层，它会随着季节和水温的变化而变动。如晴天时水体上层水温因太阳光的照射升高，较水底暖和，底层生活的鲫、鲤会随着水温游到水的中上层，这就有可能表现出鲤、鳙的eDNA信息呈现生态位重叠状态(图6)。此外，密云水库蓄水量快速上升使得库区营养盐氮含量显著上升，同时影响初级生产力及能量转化效率[37]，水生生物群落结构发生演替进而干扰了水库食物网结构[21]，从而导致食性或者生活习性相似的鱼类发生食物或者空间上的竞争，继而出现种间生态位有意义的重叠。

4 结论

1)应用eDNA宏条形码技术对南水北调后密云水库保护区的鱼类组成及多样性进行了调查研究，共监测到86个鱼类eDNA信息，隶属14目21科68属，其中以鲤科鱼类为主。eDNA技术检测出的鱼类种类数明显多于历史捕捞记录数，可能存在一定的“假阳性”。尽管如此，在生态型水源水库鱼类资源调查中，eDNA技术在鱼类多样性调查方面具有较大潜力，该方法可作为传统捕捞方法的有效补充手段。

2)结合历史数据进行比较，人工增殖放流下密云水库鱼类优势种并未发生明显变化。现阶段蓄水后处于高水位水库鱼类多样性在时空尺度上均无显著性差异。一些营底栖、以肉食性和草食性生活的鱼类种间生态位重叠值较高，这主要受水库生境变化所致，表现出种间存在较明显的食物、空间竞争关系。

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Analysis of fish community structure and ecological niche changes in Miyun Reservoir based on environmental DNA technology

QU Jiangqi1，HAO Tongfeng1，2，LI Yonggang3，LIU Lumin3，HAO Dongsheng3，JIA Chengxia1，ZHANG Qingjing1*

(1.Beijing Key Laboratory of Fishery Biotechnology，Fisheries Science Institute，Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Beijing 100068，China；2.College of Fisheries Sciences，Tianjin Agricultural University，Tianjin 300392，China；3.Miyun Agricultural Service Center，Beijing 101500，China)

Abstract： In order to investigate the impact of the newly-formed aquatic environment after South-to-North water storage on fish communities, the spatio-temporal changes in fish community structure and diversity were analyzed in fish samples collected in the Miyun Reservoir Conservation Area in May and September 2022 by environmental DNA metabarcoding technology for the first time. The response process of the interaction, coexistence, and niche differentiation of fish populations was investigated by Shannon-Winner ecological niche width and Pianka niche overlap indices. The results showed that a total of 86 fish OTUs belonging to 14 orders, 21 families, and 68 genera were detected in the reservoir, with 3 fish species only annotated at the genus level. Fish mainly inhabited the bottom of the water column (61.63%), with dominant carnivorous (43.02%) and omnivorous (26.74%) feeding types. The PCoA results showed that there were no significant differences in fish community structure and in various indices of alpha diversity among the sampling points (P>0.05). The main ecological niche width of fish species was found to be ranged from 1.15 to 9.25, and all intermediate and broad niche species. There were 517 pairs of species with an ecological niche overlap index (Qik) of >0.6, accounting for 14.15% of the total pairs. Comparison of historical data revealed that silver carp (Hypophthalmichthys molitrix), bighead carp (Aristichthys nobilis), crucian carp (Carassius auratus), bluntnose black bream (Megalobrama amblycephala), and common carp (Cyprinus carpio) were still dominant species in the reservoir. After water storage, fish species that lived mainly on the bottom, with a carnivorous or herbivorous diet, had weaker adaptation to the environment, and there was obvious competition between them.

Key words： Miyun Reservoir; fish community structure; diversity; ecological niche change; South-to-North water diversion