湖南漣水流域魚類多樣性研究

舒薇薇 高 耶 侯婷娟 朱 熠 任美慶

(1 湖南食品藥品職業(yè)學(xué)院，湖南 長沙 410208； 2 湖南省水文水資源勘測(cè)中心，湖南 長沙 410007；3 郴州水文水資源勘測(cè)中心，湖南 郴州 423000)

理解魚類群落的時(shí)空格局與環(huán)境變量間關(guān)系是保護(hù)魚類多樣性的基礎(chǔ)(Naiman et al, 2005; Rice, 2005)。淡水魚類群落在河網(wǎng)上的空間變化受自然因素和人為活動(dòng)干擾的共同影響(Allan, 2004; Kennard et al, 2006)。自然情況下，魚類群落的時(shí)空格局受多尺度時(shí)空變量共同作用(Ostrand et al, 2002; Hoeinghaus et al, 2007)。土地利用變化、水體污染、筑壩等人類活動(dòng)也會(huì)影響魚類群落 (Allan, 2004; Yan et al, 2011; Freedman et al, 2014)。魚類多樣性的相關(guān)研究論述頗多，如塞罕壩自然保護(hù)區(qū)（杜興蘭等，2017）、珠海市重要濕地（趙順等，2017）、九段沙濕地(朱敏，2018)、珠江水系廣西段（帥方敏等，2020）和長江流域（于曉東等，2005）等，不同空間尺度上的研究為理解魚類多樣性空間格局及其影響機(jī)理，保護(hù)流域生物多樣性提供理論基礎(chǔ)。目前，尚未有漣水流域魚類資源的相關(guān)報(bào)道，本研究擬弄清漣水流域內(nèi)魚類多樣性的空間變化，為保護(hù)魚類資源提供參考。

1 研究區(qū)概況

漣水為湘江中游一級(jí)支流(111°31′～ 112°53′E，27°12′～ 28°07′N)，流域面積7 155 km2，主要支流有湄江、孫水、側(cè)水。漣水流域年平均氣溫17.5～18.5℃，多年平均降水量1 418.2 mm，屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，降水集中于4—9月，汛期徑流量占全年徑流量的71%～78%。隨著流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，部分河段水體污染較為嚴(yán)重，大型水利工程的修建又阻隔了河段間魚類的遷徙洄游，對(duì)魚類多樣性和群落組成產(chǎn)生不利影響。考慮到站點(diǎn)空間均衡分布和河流、水庫等不同生境類型，同時(shí)兼顧水府廟水庫和洋潭引水壩對(duì)魚類資源的影響，2020年10—11月，在漣水流域干流及主要支流側(cè)水、湄水和孫水共設(shè)置13個(gè)站點(diǎn)(圖1)，對(duì)流域魚類資源進(jìn)行調(diào)查。

圖1 研究區(qū)域概況圖Fig.1 sketch map of the study area

2 研究方法與數(shù)據(jù)分析

2.1 研究方法

參照《內(nèi)陸水域漁業(yè)自然資源調(diào)查手冊(cè)》進(jìn)行魚類資源調(diào)查，為保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的一致性， 13個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的魚類采集方式及強(qiáng)度相同，均采用刺網(wǎng)和地籠相結(jié)合的方式。統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi)全部漁獲物的種類、數(shù)量和重量，所采新鮮標(biāo)本在固定前進(jìn)行拍照，記錄魚的形態(tài)特征，記錄完成后選取典型樣本浸入10%福樂馬林溶液固定，個(gè)體較大的標(biāo)本在胸鰭腋部和背部肌肉中注射適量固定液。標(biāo)本主要依據(jù)《湖南魚類志》和《湖南魚類原色圖譜》等資料進(jìn)行種類鑒定。

按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)和《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》(SL219-2013)要求，用2 L采水器在每個(gè)站點(diǎn)水流混合相對(duì)均勻的主流位置采集0.5 m水深處水樣，水樣低溫保存，在24 h之內(nèi)送回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行pH值、電導(dǎo)率、溶解氧、溶解氧飽和度、五日生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮、總磷等常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定。

2.2 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)，選取相應(yīng)類別標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各站點(diǎn)水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行單因子評(píng)價(jià)。采用Shannon-Weiner多樣性指數(shù)、Maggalef豐富度指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)計(jì)算各樣點(diǎn)生物多樣性，同時(shí)采用Jaccard's種類相似性指數(shù)計(jì)算樣點(diǎn)間群落結(jié)構(gòu)相似性。

3 結(jié)果與分析

3.1 漣水流域水環(huán)境質(zhì)量

如表1所示，漣水洋潭壩上游干支流地表水水質(zhì)介于II～I(xiàn)II類，其中干流漣源站氨氮為0.684 mg/L，略高于II類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值，為III類地表水，其余各站點(diǎn)常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)均處于II類地表水。洋潭壩下游聯(lián)盟、湘鄉(xiāng)站、九侖3個(gè)站點(diǎn)水質(zhì)均為V類，主要是由于總氮指標(biāo)超標(biāo)。

表1 漣水流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果Table 1 Monitoring results of water environment in lianshui Basin

3.2 漣水流域魚類資源現(xiàn)狀

監(jiān)測(cè)共采集魚類47種，隸屬于5目14科36屬，魚類階元分布見表2。其中，鯉形目魚類最多，共36種，占比76.6%；鱸形目魚類5種，占比10.65%；合鰓魚目、攀鱸目和鰕虎目各2種，占比4.26%。

表2 漣水流域魚類分類階元分布Table 2 Distribution of fish taxonomic in Lianshui Basin

3.3 魚類生物多樣性

分析不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)魚類的多樣性指數(shù)(表3)發(fā)現(xiàn)，漣水上游漣源站、側(cè)水十竹和雙峰站、水府廟水庫回水區(qū)為流域魚類生物多樣性高值區(qū)域，應(yīng)列為生態(tài)敏感區(qū)域優(yōu)先保護(hù)。其中，漣水上游漣源站優(yōu)勢(shì)種為鯽(Carassius auratus)、馬口魚(Opsariichthys bidens)和麥穗魚(Pseudorasbora parva)；側(cè)水十竹優(yōu)勢(shì)種為中華鳑鲏(Rhodeus sinensis)、興凱鱊(Acheilognathus chankaensis)；雙峰站優(yōu)勢(shì)種為?(Hemiculter leucisculus)、圓吻鲴(Distoechodon tumirostris)；水府廟水庫回水區(qū)曾家排站優(yōu)勢(shì)種為麥穗魚(Pseudorasbora parva)、鯽和花?(Hemibarbus maculatus)。湄江水體渾濁，龍鳳斷面僅監(jiān)測(cè)到馬口魚和藍(lán)鰓太陽魚(Lepomis macrochirus)兩種，段江斷面處于無魚狀態(tài)。水府廟水庫壩下干流各河段魚類生物多樣性總體偏低。

表3 漣水流域魚類多樣性指數(shù)統(tǒng)計(jì)Table 3 Fish diversity at different monitoring sites

3.4 魚類群落的空間相似性

如表4所示，漣水流域各樣點(diǎn)間魚類群落相似性總體上處于極不相似水平，Jaccard's種類相似性指數(shù)值小于0.25。麻如塘和龍鳳Jaccard's群落相似性指數(shù)值為0.33，處于中等相似水平，但兩個(gè)斷面魚類種類均僅2種，群落相似性指數(shù)不具代表性。僅漣水上游漣源站與側(cè)水上游十竹兩個(gè)樣點(diǎn)間，魚類群落相似性指數(shù)值為0.32，屬于中等相似水平。

表4 漣水流域Jaccard's種類相似性指數(shù)Table 4 Jaccard's species similarity index among different monitoring sites

4 討論

Schlosser(1987)提出遷移－滅絕過程概念模型解釋魚類在河網(wǎng)縱向梯度變化：源頭溪流河段水流情勢(shì)高度變化、生存環(huán)境不穩(wěn)定，魚類群落隨時(shí)間變化；下游河段和干流生境尺寸更大、環(huán)境條件更穩(wěn)定，滅絕事件更少，魚類多樣性更大。我國閶江和青弋江1－3級(jí)溪流級(jí)別梯度下，魚類物種數(shù)和個(gè)體數(shù)均呈上升趨勢(shì)(嚴(yán)云志等, 2010)。在鄰近的湖南澧水流域，魚類物種數(shù)和多樣性指數(shù)自上、中、下游呈顯著上升趨勢(shì)(劉良國等, 2013)。

由于漣水流域強(qiáng)度較高的人類活動(dòng)干擾，導(dǎo)致本研究結(jié)果并不符合自然條件下魚類種類多樣性的空間分布規(guī)律。其中，自然河網(wǎng)連通性的喪失是淡水生物多樣性最主要的威脅(Nilsson et al, 2005; Reidy et al, 2012)。大壩修建對(duì)于魚類生境連通性和遷移格局具有長遠(yuǎn)威脅(Sa-Oliveira et al, 2015)，阻礙了魚類到產(chǎn)卵場(chǎng)和索餌場(chǎng)的遷徙，造成水深、流速等生境改變和碎片化，導(dǎo)致本地物種消失和外來物種入侵(Hall et al, 2011；Reidy et al, 2012）。漣水流域水府廟水庫及其下游洋潭壩造成上下游縱向連通性中斷，導(dǎo)致干流下游生物多樣性偏低，流域內(nèi)各站點(diǎn)間魚類群落相似性較低。

此外，水體污染也會(huì)影響流域內(nèi)魚類物種多樣性，相關(guān)研究表明水質(zhì)指標(biāo)與魚類多樣性(焦珂?zhèn)サ? 2015)、魚類完整性指標(biāo)(裴雪姣等, 2010)呈顯著相關(guān)。干流下游水質(zhì)均為V類地表水，水體污染是下游河段魚類生物多樣性偏低的原因之一。此外，盡管表1中湄江河段和婁底城區(qū)河段常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)顯示正常，但實(shí)地調(diào)查中發(fā)現(xiàn)湄江河段水體長時(shí)間處于十分渾濁狀態(tài)，沿河煤礦洗煤作業(yè)導(dǎo)致大量懸浮物進(jìn)入水體，長時(shí)間的渾濁水體會(huì)磨損魚類體表黏液、堵塞鰓耙和鰓絲，降低魚類的生長速率和對(duì)疾病的抵抗能力或者直接致死，影響產(chǎn)卵生境的適宜性和穩(wěn)定性，嚴(yán)重威脅湄江河段魚類的生存與繁殖(高耶等, 2017)。干流婁底城區(qū)段廠礦眾多，河流底質(zhì)多為污染較重的黑色淤泥質(zhì)，水環(huán)境感官較差，水體污染導(dǎo)致漣水流域局部河段魚類生物多樣性受損嚴(yán)重。

在《長江保護(hù)法》頒布實(shí)行和“長江十年禁漁”的大背景下，流域內(nèi)各級(jí)漁政部門加大了漁業(yè)捕撈的打擊力度，有助于恢復(fù)局部河段漁業(yè)資源。在水府廟水庫和洋潭引水壩等大型水利工程長期存在的情況下，鑒于河段間聯(lián)通性和連續(xù)性對(duì)維持魚類多樣性的重要作用，應(yīng)加大漣水干流上游和側(cè)水的護(hù)漁力度，大力推進(jìn)湄水水環(huán)境保護(hù)和治理，為魚類生物多樣性恢復(fù)創(chuàng)造更好的生境條件。