**摘要**
淡水鱼类是水生生态系统的重要组成部分，它们提供关键的生态功能并支持人们的生计。气候变化对淡水生物多样性构成了重大威胁；因此，其保护以及由此维持的粮食安全可能面临风险。墨西哥拥有677种本土淡水鱼类，这些鱼类具有高度的特有性，并且许多种类在经济和文化上具有重要意义。然而，很少有研究评估气候变化对这些物种的影响，以指导保护规划或识别渔业的高风险区域。在这里，我们首次提出了一个综合数据库，整合了墨西哥具有社会经济意义的淡水鱼类的分类学、生态学和渔业信息。利用历史出现记录以及基线和未来气候情景（SSP245和SSP585）下的生态位模型，我们评估了56种鱼类中的54种的过去、现在和预测分布情况；其余两种鱼类由于模型性能不足，即使在放宽的阈值下也无法进行建模。我们的研究结果旨在为识别优先保护区域和渔业高风险区域提供依据。模型表明，热带和广温性物种可能会扩展到新的区域，而特有性和冷水性物种的分布范围预计将大幅收缩，在完全受限的扩散情景下，其数量可能减少多达86%。墨西哥东南部地区的气候适宜性长期保持较高，有可能成为气候避难所，而中部流域则显示出显著下降，威胁到当地渔业。总体而言，我们的发现揭示了脆弱性和恢复力在空间上的显著差异，突显了当前自然保护区网络之外的保护缺口。包括优先地点指定和基于社区的适应措施在内的主动策略对于保护淡水生物多样性和粮食安全至关重要。
**缩写**
CBD：生物多样性公约
CONABIO：国家生物多样性知识与利用委员会
CONAGUA：国家水资源委员会
CONANP：国家自然保护区委员会
DFO：加拿大渔业和海洋部
DOF：联邦官方日报
FAO：联合国粮食及农业组织
GCM：通用环流模型
INAPESCA/PESC：国家渔业和水产养殖研究所（现为IMIPAS：墨西哥可持续渔业和水产养殖研究所）
INEGI：国家统计与地理研究所
IPCC：政府间气候变化专门委员会
NOM：墨西哥官方标准
NPA：国家保护区
SAGARPA/SAG：墨西哥农业、畜牧业、农村发展、渔业和食品部（现为SADER：农业和农村发展部）
SEMARNAT：环境与自然资源部
SSP：共享社会经济路径
USCB：美国人口普查局
USFWS：美国鱼类和野生动物服务局
**1 引言**
对人类而言，鱼类是最重要的水生生物之一，它们栖息在海洋和内陆水域中。淡水鱼类通常被定义为栖息在海拔以上内陆水域的物种（Lynch等人，2016年），约占全球已知脊椎动物物种的25%（Su等人，2021年），并且是淡水生态系统中物种最丰富的脊椎动物群体，尽管淡水覆盖的地球表面面积不到1%（Dudgeon等人，2006年）。从生态学角度来看，淡水鱼类在维持生物多样性和生态系统功能方面发挥着关键作用，它们在水生食物网中既是捕食者也是猎物。它们还为人类提供了多种自然贡献，例如作为水质的生物指标和淡水系统的调节器（Lynch等人，2022年）。从经济角度来看，淡水鱼类是重要的收入和就业来源，仅内陆渔业就支撑着全球约6000万人的生计，其中大多数是低收入和中等收入国家的小规模渔民（FAO，2022年），还有数百万人间接依赖这一行业。内陆渔业和淡水水产养殖对全球粮食系统做出了重大贡献，淡水鱼类每年的产值达数百亿美元，在低收入国家的粮食安全中发挥着不成比例的重要作用（McIntyre等人，2016年）。仅在加拿大和美国，这些生物的生态、文化和经济价值每年就约为310亿美元（DFO，2010年；USFWS和USCB，2011年）。此外，在许多其他国家，淡水鱼类深深植根于当地社区的传统和实践中，特别是在传统渔业地区，影响着社会结构和文化认同（Ramalho，2016年）。正在进行的气候变化可能影响全球约50%的鱼类物种（Darwall和Freyhof，2015年）。淡水鱼类对气候变化的脆弱性可能比陆地动物更为明显，因为它们迁移到新区域并不一定能确保有适宜的环境条件（Lynch等人，2016年；Comte和Olden，2017年）。此外，淡水鱼类数量和生物多样性的下降可能会加剧人类面临的粮食安全挑战，因为淡水渔业直接满足了全球数十亿人的营养需求（Orr等人，2012年；McIntyre等人，2016年）。尽管淡水栖息地的生物多样性很高，但它们在保护研究和管理计划中仍受到有限关注（Hermoso等人，2015年），尽管大约21.5%的已知淡水鱼类物种面临灭绝的威胁（Linke和Hermoso，2021年）。在墨西哥，内陆水域中有大约677种本土淡水鱼类（Fricke等人，2024年）。墨西哥的淡水鱼类物种数量约占北美的60%（Gilbert，1976年）和全球所有物种的4.5%（Darwall，2005年）。最近，墨西哥被认为属于一个具有高淡水鱼类β多样性的地理区域（Rico等人，2022年）。这些事实突显了该国显著的物种丰富性和特有性。大约有210种内陆鱼类由于自然或人为因素，其分布范围限制在1000平方公里以下，其中约50%是特有物种（Torres-Orozco和Pérez-Hernández，2011年）。根据NOM-060-SAG/PESC-2016以及2017年和2022年的国家渔业图表（DOF，2016年、2018年、2022年），对人类消费具有最大商业价值的淡水鱼类物种属于以下科，按重要性降序排列：Cichlidae、Mugilidae、Ariidae、Ictaluridae、Gerreidae、Megalopidae、Atherinopsidae、Centrarchidae、Dorosomatidae、Heptapteridae、Belonidae、Acestorhamphidae、Poeciliidae、Bryconidae、Goodeidae、Leuciscidae和Catostomidae。虽然像Poeciliopsis gracilis和Poeciliopsis infans这样的小型胎生鱼类因其体型较小而可能对其饮食重要性产生疑问，但它们仍被墨西哥政府认定为具有食用价值的物种（DOF，2016年、2018年、2022年）。墨西哥的水文系统可以在不同尺度上进行分类：用于管理的37个水文区域（CONABIO，2007年），大约50个主要河流系统（Torres-Orozco和Pérez-Hernández，2011年）或用于计算水资源可用性的731个单独的流域（CONAGUA，2015年）。这些系统支持包括湿地、湖泊和泻湖在内的多样化水生栖息地（补充材料图1）。淡水鱼类的消费是生活在这些生态系统附近的墨西哥社区饮食的重要组成部分。它们主要为使用传统渔具的渔民家庭提供蛋白质来源，往往构成了家庭的全部经济生计（Inda-Díaz等人，2009年；Lyons等人，2020年）。因此，这些地区的鱼类是确保粮食安全的基石（CONABIO，2022年）。尽管已有许多研究探讨了淡水鱼类的生态学、分布和生态位（Domínguez-Domínguez等人，2006年；Culumber和Tobler，2016年；Mejía等人，2022年），但迄今为止，只有一项研究明确将气候变化情景纳入了分析。这项研究使用生态位建模来评估两种淡水鱼类Atractosteus tropicus和Petenia splendida的气候适宜性潜在减少情况（Sauz-Sánchez等人，2021年）。研究结果表明，由于温度升高，特别是在恰帕斯山脉的中部和上部流域以及尤卡坦半岛中部，气候适宜区域可能会扩大。该研究的主要方法学贡献之一是使用中美洲和墨西哥南部的淡水生态区来定义物种校准和预测区域，而不是更常用的陆地生态区。尽管这项研究有重要价值，但仅对两种物种进行建模使得难以识别应优先保护的总体趋势或对渔业社区构成高风险的区域。尽管已有墨西哥淡水鱼类的全面大规模空间数据库（Contreras-MacBeath等人，2014年；Rico等人，2022年；Fricke等人，2024年），但为本研究开发的数据库特别关注具有经济和营养价值的物种。因此，据我们所知，这是第一个汇编墨西哥具有经济和营养价值的淡水鱼类物种的全面分类学和渔业相关信息的数据库。这个空间数据库使我们能够评估它们在过去、现在以及未来气候变化情景下的地理分布。目标是提高我们对分布变化模式的理解，以便更好地理解这些生物的生态学，并生成有助于其在基线和气候变化情景下的保护和管理的信息。我们将基线情景定义为用于预测未来条件的气候时间范围。虽然这一概念在气候变化研究中已被广泛采用（Cerasoli等人，2022年），但在其他生态学领域可能较少使用。通过使用历史数据和模型数据，我们旨在识别物种保护的关键区域，以及由于气候变化而对渔业社区构成最大风险的区域。我们的工作假设是，气候变化将改变所研究物种的分布，从而产生新的高生态价值区域，并增加依赖这些资源的社区的脆弱性。这个基线使我们能够将不同算法观测到的物种记录与当代气候条件联系起来，并确定每个物种在研究区域内的气候适宜性，随后将这些数据投影到未来的气候情景中。气候变化预测本身是相对于一个代表其参考起点的基线时期来定义的。没有这样的参考情景，就无法评估变化。此外，使用一个共同的基线有助于在不同的气候变化情景、地区和模型之间进行比较。生物气候变量是从WorldClim2数据库（Fick和Hijmans 2017）中获取的，时间范围为2021-2040年和2041-2060年，社会经济情景为SSP245和SSP585。所使用的通用环流模型（GCMs）是EC-Earth3-Veg和GISS-E2-1-H。选择这些模型是因为它们对墨西哥的预测表现良好（Altamirano del Carmen等人2021年），并且它们的代码谱系不同（Knutti等人2013年），这允许更广泛地表示气候变异性，遵循Ureta等人（2022年）的方法。气候层以30弧秒的空间分辨率下载。
2.2 生态位建模设置
鉴于所建模的物种栖息在淡水生态系统中，我们使用了墨西哥的水文区域来定义校准和预测区域（CONABIO 2007；比例尺1:250,000），而不是通常使用的陆地生态区或Sauz-Sánchez等人（2021年）提出的淡水生态区。水文区域是地理上定义的区域，其中地表水通过一个具有共同出口的河流网络相互连接（SEMARNAT 2015）。每个水文区域包含多个淡水水体，这些水体被定义为大陆水生环境（包括湖泊、池塘、河流和溪流），其特征是溶解盐分浓度低，通常低于0.05%（Cavin 2017）。我们认为，使用水文区域进行建模有几个优势。首先，水文区域在生态上比陆地生态区更符合淡水物种的分布，因为它们反映了影响扩散、迁移和栖息地可用性的连通性和流动模式。其次，与之前研究中使用的淡水生态区相比（Sauz-Sánchez等人2021年），这里使用的水文区域层具有更高的空间分辨率，可以更准确地表示水文网络和水体。物种分布模型是使用包含每个物种存在记录的水文区域进行校准的，然后通过在出现点周围应用2°的缓冲区和额外的0.5°平滑缓冲区来扩展。校准和预测区域保持一致。气候变量被裁剪并遮罩到这个校准区域内，以确保模型推断仅限于生态上有意义的条件。这个过程划定了包含多个水体的水文区域。在校准区域内随机生成了10,000个伪缺失记录，以与存在记录进行对比。建模使用了BIOMOD2包中可用的算法集合（Thuiller等人2009年），包括GLM、GAM、GBM、RF、MARS、MAXENT、CTA、ANN、FDA和SRE。每个算法都运行了10次独立重复实验。在每次重复实验中，数据被随机分为70%用于模型校准和30%用于模型评估。集合包括了所有在ROC（接收者操作特征）测试中性能超过AUC > 0.8的模型，并给予性能更好的模型更高的权重。为了将连续的集合地图转换为二进制的存在-缺失地图，BIOMOD2测试了几个AUC阈值，并保留了最大化预测性能的阈值。然而，对于某些物种，个别模型没有达到AUC > 0.8的阈值，因此无法构建集合。因此，对于Micropterus salmoides、Astyanax aeneus和P. splendida，阈值降低到AUC > 0.75；对于Brycon guatemalensis，阈值降低到AUC > 0.7。即使使用最低阈值（AUC > 0.7），也无法对A. aeneus和R. guatemalensis进行建模。总共为每个物种生成了九张地图：一张代表基线情景，八张对应于不同的气候变化组合。作为时空验证练习，随机选择了15个物种来比较它们的历史记录和当前记录与基线模型之间的对应关系。这个测试确认了实证数据和模型数据之间的一致性，支持了该方法论的可靠性。为了估计墨西哥在不同气候变化情景下淡水鱼类物种潜在分布的变化，考虑了两种扩散假设：（1）完全受限的扩散和（2）无扩散。对于每种假设，都计算了平均预测的气候适宜性（以平方公里计）。在完全受限扩散的假设下，新的适宜区域被认为是可殖民的。相比之下，在无扩散的假设下，物种的持续存在被限制在它们当前的适宜区域内，假设它们的扩散能力较低，无法在气候变化下殖民新的适宜栖息地。
2.3 识别保护和风险区域
为了补充空间分析，将各个物种的地图汇总起来，生成了基线和气候变化情景下的潜在物种丰富度地图。这些地图使我们能够识别出具有更多鱼类物种气候适宜性的地理区域。然后，我们将这些丰富度地图与联邦自然保护区（NPAs）的官方多边形边界（CONANP 2023）叠加。这种方法使我们能够识别出位于联邦NPAs之外但属于同一水文区域的、具有多种鱼类物种气候适宜性的河流系统和水体。在基线情景下气候适宜性高且在气候变化情景下仍然适宜的区域，可以作为优先的淡水保护区域或水文区域的一部分进行生态系统保护。最后，为了识别风险最高的区域，我们从基线丰富度地图中减去了每个气候变化情景的预测丰富度地图。这种方法使我们能够检测到预计会有更多鱼类物种失去气候适宜性的区域。然后将这些结果地图与捕鱼活动地图（假设随时间保持稳定）叠加，从而识别出对捕鱼社区来说高风险的水体。在气候变化的背景下，风险被定义为脆弱性、暴露度和危害的函数（IPCC 2022）。由于墨西哥大多数淡水捕鱼活动都是手工操作的，我们假设渔民的适应能力有限。被识别为高风险的淡水水体预计将面临减少几种经济重要物种栖息地适宜性的气候变化。其他危害，如极端事件，没有纳入此分析中。
3 结果
3.1 过去、现在和气候变化情景下的分布
通过时间顺序的地理参考观测记录（补充材料表1和记录及栅格存储库），我们发现，尽管由于不同时期的采样努力不同可能存在采样偏差，但在过去七十年中，更多的观测记录始终集中在该国的中西部和南部地区（图1）。然而，观测密度总体上呈上升趋势，地理覆盖范围也变得更广。在20世纪50年代和60年代，记录很少，主要集中在该国南部和中部。从1970年开始，空间覆盖范围显著扩大，记录逐渐向北部和西部增加。在20世纪80年代和90年代，全国范围内的覆盖范围得到巩固，记录分布在全国各地。然而，最高的记录密度出现在2010年至2022年之间。随着时间的推移，生物监测的增加是显而易见的，特别是在塔毛利帕斯、韦拉克鲁斯、恰帕斯和巴希奥地区等特定区域，记录密度一直很高。图1显示了墨西哥54种具有食物重要性的淡水鱼类的十年记录。在气候变化情景下，假设完全受限的扩散，与基线情景（1970-2000年；308,624平方公里）相比，两个时间范围（2021-2040年和2041-2060年）的潜在物种分布面积都有所增加（表1）。对于2021-2040年，范围变化从SSP245 EC-Earth3-Veg的48.7%（+150,208平方公里）增加到SSP245 GISS-E2-1-H的53.5%（+165,065平方公里）。对于2041-2060年，范围变化从SSP245 EC-Earth3-Veg的57.9%（+178,542平方公里）增加到SSP585 GISS-E2-1-H的68.2%（+210,426平方公里）。相比之下，在相同的社会经济情景和时间范围内，GISS-E2-1-H倾向于预测出更大的潜在分布面积（表1）。表1显示了在完全受限扩散假设下，研究物种的潜在分布平均范围变化。时间范围：2021-2040年和2041-2060年。每个情景下估计的地理区域的气候适宜性百分比（以平方公里计）与基线分布面积（308,624平方公里）进行了比较。分析中包括的GCMs和情景有：SSP245 EC-Earth3-Veg、SSP245 GISS-E2-1-H、SSP585 EC-Earth3-Veg和SSP585 GISS-E2-1-H。（A）PSD：假设完全受限扩散的潜在物种分布；（B）PSD：假设无扩散的潜在物种分布。
（A）
PSD：假设完全受限扩散的潜在物种分布
SSP2-RCP4.5 EC-Earth3-Veg
SSP2-RCP4.5 GISS-E2–1-H
SSP5-RCP8.5 EC-Earth3-Veg
SSP5-RCP8.5 GISS-E2–1-H
2021–2040
51.8%
53.4%
48.7%
53.5%
48.7%–53.5%
2041–2060
65.0%
68.2%
57.9%
61.9%
57.9%–68.2%
（B）
PSD：假设无扩散的潜在物种分布
SSP2-RCP 4.5 EC-Earth3-Veg
SSP2-RCP 4.5 GISS-E2-1-H
SSP5-RCP 8.5 EC-Earth3-Veg
SSP5-RCP 8.5 GISS-E2-1-H
2021–2040
71.4%
71.0%
71.9%
71.7%
71.0%–71.9%
2041–2060
73.3%
72.6%
72.8%
72.5%
72.5%–73.3%
在无扩散假设下，只考虑了气候适宜性的损失，因为新适宜的地理区域被忽略了。对于2021-2040年的时间范围，损失范围从SSP245 GISS-E2-1-H的−71.0%（−86,827平方公里）到SSP585 EC-Earth3-Veg的−71.9%（−89,452平方公里）。对于2041-2060年，收缩幅度略大，从SSP245 GISS-E2-1-H的−72.6%（−82,244平方公里）到SSP585 EC-Earth3-Veg的−73.3%（−84,968平方公里）。与SSP245相比，SSP585下观察到的气候适宜性减少更为显著。关于GCMs，GISS-E2-1-H和EC-Earth3-Veg产生了相似的结果，其中EC-Earth3-Veg的预测略为悲观（表1）。在物种层面，几种热带和沿海物种的分布范围预计会有显著扩大。Eugerres plumieri、Megalops atlanticus和Chirostoma sphyraena在某些情景下的范围增加超过了400%（SSP585，2041-2060）。其他物种，包括Dorosoma smithi、Pylodictis olivaris和P. splendida，也显示出超过100%的净正面变化，表明它们在温暖条件下有很强的能力利用新的栖息地。相比之下，仅限于中部高地淡水系统的物种即使在完全受限扩散的情况下也经历了最负面的范围变化。例如，Allotoca diazi的分布范围减少了高达86%（SSP245 GISS-E2-1-H，2041-2060），而Ictalurus meridionalis、Eugerres mexicanus、Algansea lacustris和Chirostoma humboldtianum在不同模型和情景下的范围减少也一致，介于40%到70%之间（补充材料表2-9）。
3.2 保护优先地点
从这些高丰富度区域中，识别出10个位于NPAs之外的水体，包括Presidente Miguel Alemán ‘Temascal’水库（Papaloapan水文区域）、Pátzcuaro湖和Sayula泻湖（Lerma–Santiago水文区域）（补充材料表10）。在不同时间范围和GCMs及SSPs下，预测的丰富度模式保持一致。这种在NPAs之外的物种丰富区域中的稳定性使我们能够识别出可能需要保护的潜在气候避难所（图3）。
3.3 风险区域
在所有使用的GCMs和SSPs下，气候适宜性的损失主要集中在中西部，特别是在Balsas盆地和Lerma-Santiago水文区域内的其他局部淡水水体。根据《国家渔业图表汇编》（IMIPAS 2025），优先考虑用于捕鱼活动的特定淡水水体显示出更多物种的适宜性损失。损失通常较为温和（−2到−4种），但在悲观的SSP585情景和长期时期2041-2060年，物种损失更为严重（图4）。尽管不同GCMs之间观察到的空间模式相似，但在EC-Earth3-Veg下高风险区域的范围更大。确定了九个高风险地点：El Infiernillo水库、Del Bosque水库和José María Morelos ‘La Villita’水库（Balsas水文区域）、Chapala湖、Cuitzeo湖、Solís水库和Tepuxtepec水库（Lerma-Santiago水文区域）、Yosocuta水库（Costa de Oaxaca水文区域）以及Plutarco Elías Calles水库（Sonora Sur水文区域）。其中大多数是支持重要内陆渔业的大型水库（例如，Adolfo López Mateos ‘El Infiernillo’和Del Bosque大坝），而其他的是具有文化重要性的天然淡水水体，如Cuitzeo湖和Chapala湖。这些系统至关重要，因为它们孕育了具有商业价值的物种，包括鲶鱼（Ictalurus spp.）和本地物种如charales（Chirostoma spp.），当地社区严重依赖这些物种进行渔业生计（补充材料表11）。
4 讨论
本研究提供了（1）墨西哥重要食用淡水鱼类的首个综合数据库，（2）在基线和气候变化情景下，识别出适合更多重要食用淡水鱼类的水域区域，这些区域可以被视为扩展墨西哥国家保护区（NPA）系统的优先保护地点，（3）识别出在气候变化情景下对渔业社区风险最大的水域区域。虽然墨西哥东部和东南部的几个水文区域在气候适宜性方面表现出一致性，但中部地区遭受的损失更大。气候变化可能会改变物种的分布模式；因此，有必要扩大保护优先区域，并将努力集中在高风险区域，以减少依赖渔业的社区的粮食不安全风险。
4.1 过去、现在和未来经济重要鱼类物种分布的一般趋势
在分析的几十年中，我们观察到即使记录数量随时间显著增加，但在地理空间上的分布密度相对保持一致。这表明，具有生态适宜性的关键物种丰富区域在墨西哥中西部和东南部的水文区域已经持续存在了几十年，通过建模可以预测未来几十年哪些区域可能仍然适宜（图1和图2）。图2：墨西哥54种重要食用淡水鱼类的气候适宜性随时间的变化。上图：基线情景。下图：气候变化情景（两个时间范围：2021–2040年和2041–2060年；两种排放和社会经济路径情景：SSP245和SSP585；以及两种全球气候模型：EC-Earth3-Veg和GISS-E2–1-H）。在基线和气候变化情景下建模潜在分布时，我们观察到气候适宜性预测区域存在定量差异。总体而言，我们的模型表明，在完全限制扩散的假设下，淡水鱼类的潜在分布区域有所扩大，这可以解释为温暖条件允许热带或广温性物种向更高纬度或更高海拔地区扩散的结果。这些发现与全球关于淡水物种在气候变化下追踪适宜热栖息地的观察结果一致（Comte和Grenouillet 2013）。以墨西哥物种P. splendida为例，该物种之前已经过建模（Sauz-Sánchez等人2021），我们的结果也显示其气候适宜性持续增加，尽管某些方法学方面存在差异，但这增加了研究的可靠性。需要指出的是，这些预测没有考虑其他可能影响鱼类物种分布的因素，如水坝、污染和栖息地破碎化（Radinger等人2017；Malik等人2020），在某些情况下，这些因素可能比气候变化带来更大的风险。然而，将额外驱动因素纳入建模框架会增加模型的复杂性，从而产生权衡，因为更高的复杂性意味着更多的假设和潜在的不确定性来源。在这个阶段，我们的主要目标是识别在预测的气候变化情景下面临最高风险的水文区域。尽管如此，我们认识到多种相互作用的压力因素塑造了鱼类分布。此外，鉴于气候变化对生物多样性的影响（Ramírez-Barahona等人2025；Ureta等人2022），并且有证据表明内陆鱼类正在追踪它们的热栖息地（Comte和Grenouillet 2013），我们认为对内陆鱼类进行此类评估仍然至关重要。值得注意的是，不同全球气候模型（GCMs）和社会经济情景之间的预测结果存在差异。EC-Earth3-Veg模型产生的结果更为保守，增长较小且局部收缩，而GISS-E2-1-H模型预测的扩展范围更广，特别是对于热带物种。同样，代表中等温室气体排放的SSP245情景显示的影响低于SSP585情景，后者一致地显示出更大的分布变化，包括温水物种范围的扩大和冷水物种范围的收缩（Bizama等人2024）。尽管不同GCMs之间的变异性通常大于不同排放情景之间的变异性（Goberville等人2015），但采用悲观情景符合预防原则，有助于在不确定性下指导主动管理和适应性保护政策。个别物种对气候变化的反应不同。热带和沿海物种如E. plumieri和M. atlanticus显示出最大的范围扩大，在某些情况下超过了400%，而E. argenteus、D. smithi、P. splendida和P. olivaris的增长超过了100%。这些温水、广温性物种（Froese和Pauly 2025）体现了广温性物种利用新兴热生态位的能力，这一趋势在全球也有报道（Brown等人2024），正如I. meridionalis和E. mexicanus根据其生物地理亲缘关系所观察到的那样（sensu Miller等人2005）。相比之下，来自米却肯州和哈利斯科州的特有和冷水物种，如A. lacustris、C. humboldtianum、C. sphyraena和A. diazi，预计其适宜区域将严重收缩40%–86%，这与研究表明的窄分布物种对气候变暖的高敏感性一致（Comte和Olden 2017）。在无扩散假设下，适宜性的损失更加明显，SSP585情景下平均下降了73%，表明许多当前的栖息地可能很快会变得不适宜气候。这种模式与先前的研究结果一致，即淡水生物多样性特别容易受到气候驱动的栖息地丧失的影响（Barbarossa等人2021）。此外，流域破碎化可能会进一步限制物种的扩散，限制它们追踪适宜栖息地的能力（Lynch等人2016）。重要的是，许多预计会经历重大增减的物种对当地社区具有文化和经济意义（E. plumieri、C. sphyraena、D. smithi、P. olivaris、I. meridionalis、E. mexicanus、A. lacustris、C. humboldtianum和A. diazi）（IMIPAS 2024；Froese和Pauly 2025）。例如，C. sphyraena是一种具有高美食和文化价值的标志性物种（SAGARPA 2017；FAO 2024）。相反，如C. humboldtianum和A. diazi这样的物种面临气候变化和其他人为压力的复合威胁（Lyons等人2019；Beltrán-López等人2023）。因此，这些预测的范围变化、扩大和收缩对粮食安全和河岸社区的生物文化遗产有直接影响（Basen等人2022；Dutta等人2024）。
4.2 潜在的保护区域与风险区域
我们的结果显示，在墨西哥东南部，特别是在Grijalva-Usumacinta水文区域，以及Coatzacoalcos和Papaloapan水文区域的某些部分，以及Lerma-Santiago和Balsas中部水文区域的水域中，无论是在基线情景还是SSP245和SSP585情景下，以及在不同GCM和时间范围内，气候适宜性对于更多物种来说仍然很高（图3）。一个主要原因是这些区域，尤其是在东南部，以其河流和水体之间的高连通性为特征，形成了支持不同环境需求物种的生态镶嵌体和多样化的微栖息地（Álvarez-Pliego等人2021）。此外，Grijalva河和Usumacinta河之间的水文联系支持了迁徙活动和繁殖周期（Pease等人2023）。然而，尽管这些区域对气候变化具有相对的抵抗力，但它们仍面临森林砍伐、污染和入侵物种（例如Cyprinus carpio、Pterygoplichthys spp.和Oreochromis niloticus）等额外威胁，这些威胁会恶化环境条件并破坏物种的生态位（Álvarez-Pliego等人2021）。这些淡水系统作为潜在的生物多样性热点，也使它们在气候变化情景下成为潜在的气候避难所。然而，许多这些最丰富的水文区域及其特定水体，包括水库和具有文化意义的湖泊（如Pátzcuaro、Sayula和Miguel Alemán ‘Temascal’），位于国家保护区（NPAs）的边界之外，揭示了一个重要的保护缺口。基于这些模式，我们建议将Catemaco泻湖和Cuitzeo湖等作为淡水保护的优先区域（补充材料表10）。作为一个国家，我们仍需要大幅增加NPA的面积，以实现《生物多样性公约》（CBD 2022）的30×30目标。景观和综合水资源管理，结合长期生态监测，也有助于实现这些系统的更大生态稳定性和韧性。图3：在（A）EC-Earth3-Veg和（B）GISS-E2-1-H情景下的保护优先地点。两个面板中的上图显示了基线情景，说明了位于联邦指定NPAs之外的气候适宜性较高的区域。下图描绘了两个时间范围（2021–2040年和2041–2060年）和两种排放和社会经济路径（SSP245和SSP585）下的气候变化情景，显示了更多物种的气候适宜性预测。相反，一些相同水文区域（Lerma-Santiago和Balsas）内的水域预计将在多个物种的气候适宜性方面遭受最大损失，并且这些区域对当地生计至关重要（图4）。值得注意的是，一些水域——如Cuitzeo湖——在两种分析中都出现；它们在未来的情景下仍保持对相对较多物种的高气候适宜性（使其成为潜在的避难所），但同时显示出与其他物种相比在基线情景下的气候适宜性损失。这种明显的矛盾反映了气候变化下的组成变化，其中耐热或扩展的物种可能补偿了局部适应寒冷或特有物种的损失。无论这种双重性如何，它们的保护价值和脆弱性都使这些系统成为保护和适应性管理的优先目标。然而，在同一区域，如Solís（Acámbaro, Guanajuato）、Tepuxtepec（Michoacán）、El Infiernillo和Del Bosque等水库，以及Bajío地区的Chapala和Cuitzeo湖泊，预计将经历显著的物种丰富度损失（图4；补充材料表11）。这些系统支撑着数千名手工渔民，气候驱动的物种组成变化可能对粮食安全和当地经济产生严重影响（Tewabe 2014；Murthy 2022）。图4：在（A）EC-Earth3-Veg和（B）GISS-E2-1-H情景下，高风险的内陆渔业区域。两个面板中的地图显示了两个时间范围（2021–2040年和2041–2060年）和两种排放和社会经济路径（SSP245和SSP585）下的气候适宜性预测损失，并叠加了渔业活动区域，以识别对渔业社区风险最高的淡水水域。较暗的区域表示气候适宜鱼类物种数量的更大预测损失。为了应对这些挑战，我们建议通过教育当地社区关于可持续捕鱼实践和气候适应来增强他们的能力，正如在其他地方成功实施的那样（Nyboer等人2022）。此外，促进使用和管理有韧性的本地鱼类物种（Muringai等人2022）以及建立鱼类种群和栖息地动态的监测计划（Kelly等人2022）将支持适应性管理。加强社会生态韧性还需要政府机构和民间社会之间的协调（Cochrane等人2009）。国家计划，如河流和流域恢复计划（CONAGUA 2020）、湿地恢复指南（SEMARNAT 2018）和2024–2030年国家水资源计划，为最脆弱的淡水区域优先采取行动提供了战略框架。总体而言，主动的保护规划——识别避难所、保持连通性和将气候预测纳入渔业管理——对于保护墨西哥淡水生态系统中的生物多样性和人类福祉至关重要。
作者贡献
Rafael Sebastián Muratalla-Miranda：概念化、方法论、验证、正式分析、调查、数据管理、初稿撰写、审稿和编辑、可视化。Luis Fernando Del Moral-Flores：概念化、调查、数据管理、撰写、审稿和编辑。Ángela P. Cuervo-Robayo：概念化、撰写、审稿和编辑。Carolina Ureta：概念化、方法论、验证、正式分析、调查、初稿撰写、审稿和编辑、监督。
致谢
我们感谢SECIHTI为Rafael Sebastián Muratalla Miranda（CVU 1224912）提供的奖学金，该奖学金支持了他的生物学研究生学习。由于所有作者都不是英语母语者，因此使用了AI工具来协助翻译并改进语法和词汇。
资金
作者没有需要报告的内容。
伦理声明
无需批准。
利益冲突
作者声明没有利益冲突。
数据可用性声明
本研究中使用的所有数据均可在公共仓库中找到：https://data.mendeley.com/datasets/wt2w6dzrky/1。
打赏
