了解气候变化对鱼类群落的影响是探索未来的重要部分，但很难梳理出自然系统中起作用的个体因素。这使得研究人员很难完全了解气候变化将如何影响未来鱼类的多样性和丰度。
在一项新研究中，加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所和蒙特雷湾水族馆研究所 (MBARI) 的研究人员利用加州湾的自然海洋梯度来研究不同氧气水平和温度的影响底栖鱼类群落——生活在海底或海底附近的鱼类。他们确定，在氧气含量非常低(7 微摩尔/千克氧气或更低)的地区，鱼类多样性急剧下降。相比之下，海洋表面的氧气浓度通常在 200 到 300 微摩尔/千克之间。面对气候变化，这对深海鱼类群落的未来产生了影响。
在 3 月 5 日发表在《海洋生态进展系列》上的研究中，研究人员在加利福尼亚湾的三个不同地区进行了调查。海湾独特的海底地理在相对较短的距离内提供了截然不同的环境条件。在北方，深海温度相对温暖，含氧量高，而在南方，深海温度较低，氧气含量极低。
“在如此小的空间尺度上发现如此大的差异真的很少见，”主要作者、斯克里普斯海洋学的海洋生态学家和博士后研究助理 Natalya Gallo 说。“这让我们可以挑选出一些影响我们看到的鱼类群落类型的环境因素，使其成为一个非常棒的研究系统。”
研究人员使用 MBARI 的遥控车 (ROV) Doc Ricketts 在海湾北部、中部和南部进行海底视频横断面，并在该地区发现了多种鱼类。研究底层鱼类群落的组成、密度和多样性以及环境条件，揭示了有助于我们了解气候变化并更好地为可持续未来做好准备的趋势。
在这项由大卫和露西尔帕卡德基金会和 MBARI 资助的研究中，该团队检查了许多变量，包括氧气水平、温度、深度、栖息地类型、食物输入和纬度，以及它们与底层鱼类特征的关系社区。
“我们想利用这些自然梯度来研究环境变量如何与社区结构相关联，以了解气候变化风险和脆弱性，”加洛说。“我们发现，一旦氧气浓度超过某个阈值(7 umol/kg)，我们就会看到对一个地区物种多样性的非常强烈的负面影响。我们还发现氧气浓度和温度相互作用，较高的温度与在低氧条件下降低鱼的密度，并在更好的氧条件下增加鱼的密度。”
“事实上，当将所有这些变量包括在我们的模型中时，氧气和温度成为社区结构的最强驱动因素，真正展示了这两个对气候敏感的环境变量的重要性。”
然而，Gallo 惊讶地发现，尽管存在这些多样性趋势，该团队仍然在低氧条件下看到了大量鱼类。她说：“由于氧气含量低，我认为我们在某些地区基本上看不到鱼。”“在基本上没有氧气的地区看到高密度鱼类群落真的很了不起。”
这表明，尽管这些低氧区的物种多样性减少，但一些物种具有适应能力，使它们能够在缺氧条件下生存。
然后，研究小组将社区分析的结果与加利福尼亚湾未来的气候模型预测相结合，以确定这些鱼类社区可能出现的长期趋势。
结果表明，如果气候变化在“一切照旧”情景下按预期进行，在未来 80 年内，由于变暖和氧气流失的综合影响，北部和中部海湾的鱼类群落可能受到的影响最大，和现有的海洋条件。这可能导致某些鱼类栖息地的减少，使社区变得不稳定和脆弱。
“这项工作帮助我们了解氧气水平和温度的趋势如何影响未来的鱼类群落，”加洛说，他的研究得到了国家科学基金会研究生研究奖学金的支持。“我们可以使用这些数据来了解底栖鱼类的气候变化脆弱性，未来的类似工作将帮助我们更好地了解对其他种类鱼类的影响，以及一些鱼类如何以及为什么能够在如此低的氧气条件下生存.”
“这对我们如何在气候变化时管理深海生态系统产生影响，”资深作者、MBARI 高级科学家詹姆斯巴里说。“现在，我们根据我们对生态系统和繁殖率的了解，制定了渔业可以捕捞多少鱼的指导方针。但随着海洋的变化，这些指导方针可能不可持续。”
“这项研究以及其他类似的研究告诉我们，随着我们推动海洋环境变化，未来可能会发生什么，”他补充道。“这使我们能够创建一个理解框架，以便我们可以就整个生态系统的保护和管理以及我们从中获得的利益做出明智的决定。”
