銀川市典農河流域魚類多樣性研究及水生態系統健康評價

關鍵詞：魚類；生物多樣性；水生態系統；健康評價；典農河

中圖分類號：Ｘ１７１．１ 文獻標志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０６．０１４

引用格式：王汨，徐宗學，殷旭旺．銀川市典農河流域魚類多樣性研究及水生態系統健康評價［Ｊ］．人民黃河，２０２４，４６（６）：８５－８９，１０２．

魚類多樣性研究對于全面了解河流水生態系統健康狀況和功能具有重要意義［１］ 。魚類作為水生態系統的重要組成部分，既是生物多樣性的代表，又是水體生態環境質量變化的敏感指示器［２－５］ 。魚類的生存與繁殖受諸多環境因素影響，包括水質、溫度、溶解氧等［６］ 。魚類豐富度和多樣性不僅可以反映水域生態系統的復雜性，而且可以直接和間接反映水域生態系統的健康狀況與生物鏈的完整性，是評估水域水質及生態系統健康狀況的重要指標［７］ 。

在快速城市化和經濟發展的背景下，河流特別是內陸河流面臨著水資源短缺、生態退化等問題［６－７］ 。水生態健康評價可以系統、全面地評估河流的水環境質量和生態服務功能，識別潛在的生態風險和環境問題，為制定和實施科學的水資源管理與保護措施提供依據［８－１１］ 。銀川市存在復雜而龐大的水生態系統，典農河作為該市主要淡水生態系統之一，對水域生態與環境建設具有重要指示作用。河流生態系統具有空間異質性和時間周期性變化，河流生態系統主要載體“水”具有流動性且極易受到人為因素的干擾。筆者于２０２２年９月在典農河及其支流閱海、寶湖、鶴泉湖開展魚類多樣性調查和水生態系統健康評價工作，以期為制定典農河流域生態保護政策、生態修復方案等提供科學依據，進而推動銀川市生態文明建設和可持續發展。

１研究方法

１．１典農河概況與樣品采集

典農河發源于永寧縣，最終流入黃河，橫跨６個縣（區），全長１８０．５ ｋｍ。典農河連接了七星連湖、華雁湖、西湖、閱海、北塔湖、沙湖等湖泊濕地，形成了近４３９１ｈｍ^２水面。典農河流域氣候屬于中溫帶大陸性干旱氣候，年平均氣溫８．５ ℃，年平均降水量２０６ ｍｍ。典農河是集農田排水、防洪泄洪、城市景觀、生態建設為一體的河流，也是寧夏建設節水型社會的標志性河流之一。根據典農河及其支流閱海、寶湖、鶴泉湖水體分布特征，設置４０ 個采樣點，于２０２２年９月開展野外調查，采集魚類樣品和水樣。

采用綜合捕撈法采集魚類樣品。對于水深小于１．５ｍ 的點位，采用低頻率脈沖式捕魚法采集魚類，時間約為３０ ｍｉｎ；對于水深大于１．５ｍ 的點位，采用掛網法和低頻率脈沖式捕魚法配合采集魚類，掛網時間維持在１ｈ左右。現場鑒定采集的魚類樣品，測量魚類體高、體長等生物學指標并計數［１２－１６］ ，鑒定完的魚類放生，對于現場未能鑒定的樣品，用甲醛固定后帶回實驗室進一步鑒定。

１．２基于魚類完整性指數Ｆ－ＩＢＩ的水生態系統健康評價

１．２．１參考點和受損點選擇

參考點和受損點篩選是構建完整性指數ＩＢＩ的基礎。按照未受到人類活動干擾或受到輕度人類活動干擾的采樣點要求，結合水化學調查數據，最終篩選得到６個參考點（典農河８、９、１０、１７號采樣點，閱海２、５號采樣點），其余采樣點作為受損點。

１．２．２備選指標體系構建

根據典農河流域魚類種類組成及生態學特征，參考以往研究成果［１９－２６］，從種類組成與豐度、營養結構、耐受性、繁殖共位群、魚類數量與分布５ 種屬性中選取２２個備選指標，見表１。

１．２．３核心指標篩選

對備選指標進行分布范圍篩選、判別能力篩選和相關性分析。分布范圍主要分析備選指標的變化范圍與取值，將變化范圍過小、０ 值過多的備選指標予以刪除［２４］ 。判別能力篩選是利用箱型圖比較參考點和受損點各個備選指標的四分位距，即比較參考點和受損點在２５％～７５％分位數范圍內箱體（ＩＱ）的重疊情況，選擇箱體無重疊或箱體有部分重疊但中位線不在對方箱體內的指標［２５］ 。利用Ｐｅａｒｓｏｎ相關性分析對指標進行檢驗［２３］ ，若Ｒ ＜０．７５（Ｒ 為相關系數）則表明兩個指標間相關性較小，通過檢驗；若Ｒ ＞０．７５ 則表明兩個指標間相關性較大，兩個指標取其一即可，以此篩選出核心指標［２３－２６］ 。

１．２．４ Ｆ－ＩＢＩ 分值計算與水生態系統健康評價標準

本研究選用比值法對核心指標進行標準化以統一量綱。對于受干擾越強分值越低的指標，采用式（１）進行標準化賦分；對于受干擾越強分值越高的指標，采用式（２）進行標準化賦分。

將所有核心指標標準化后的分值相加，即得完整性指數ＩＢＩ。以參照點位２５％分位數值為標準區分健康與否，再對健康標準以下的值進行三等分，將河流水生態系統健康狀況分為４個等級，即健康、良好、一般和不健康［２６］ 。

２評價結果與分析

２．２魚類特征

２．２．１魚類群落結構

典農河流域共采集到魚類２３ 種，隸屬１６ 科２１屬。其中鯉科、亞科（３ 種）種類最多，占調查物種總數的１３．０４％；其次是鲌亞科、鰱亞科、鳑鲏亞科，均為２ 種；其他科的種類數均為１ 種。典農河、閱海、寶湖、鶴泉湖分別采集魚類１８、１２、６、１０ 種。物種多樣性方面，Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ 多樣性指數（Ｈ′）在銀川典農河流域各調查點位無顯著差異，但Ｐｉｅｌｏｕ 均勻度指數（Ｊ′）存在空間差異性，見表３。寶湖Ｊ′為０．９５±０．０２，顯著高于典農河的（顯著性水平Ｐ＜０．０５）。功能多樣性方面，功能豐富度（ＦＲｉｃ）、功能離散度（ＦＤｉｖ）以及功能均勻度（ＦＥｖｅ）均表現出不同程度的空間差異性。其中，寶湖的功能豐富度和功能離散度顯著高于典農河的（Ｐ＜０．０５），與閱海和鶴泉湖的空間差異性不顯著（Ｐ＞０．０５）。寶湖的功能均勻度顯著高于閱海的（Ｐ＜０．０５），與典農河及鶴泉湖的空間差異性不顯著（Ｐ ＞０．０５）。物種和功能多樣性均表明，與其他區域相比，寶湖魚類群落的種類分布均勻，生態位的分化程度高，種間競爭較小。

２．３．２核心指標標準化

根據比值法對各核心指標進行標準化，結果見表５。其中：Ｍ３、Ｍ１１ 為受干擾而減小的參數，利用式（１）進行標準化；Ｍ１５ 為受干擾而增大的參數，利用式（２）進行標準化。

２．４生態系統健康評價

以參考點的２５％分位數為最佳期望值，劃分健康等級，由此得出典農河基于Ｆ－ＩＢＩ 指標的健康評價標準：Ｆ－ＩＢＩ 值分別為＞２．６５、（１．７６，２．６５］、（０．８８，１．７６］、≤０．８８的健康等級分別為健康、良好、一般、不健康。典農河流域Ｆ－ＩＢＩ 計算結果表明，流域水生態系統健康狀況普遍較好，良好及良好以上等級的采樣點占比為５２．５％。從典農河、閱海、寶湖和鶴泉湖來看，閱海水生態系統健康狀況優于典農河、寶湖和鶴泉湖，閱海、典農河、鶴泉湖水生態系統健康狀況均處于良好等級，寶湖則處于一般等級。典農河處于健康等級的采樣點占比為１９．０５％，閱海處于健康等級的采樣點占比為１６．６７％，而寶湖和鶴泉湖無處于健康等級的采樣點；典農河處于良好等級的采樣點占比為３８．１０％，閱海、鶴泉湖處于良好等級的采樣點占比為３３．３３％，而寶湖處于良好等級的采樣點占比為４２．８６％。

３結束語

典農河流域水體偏堿性，電導率、ＴＤＳ含量等較大，這與典農河流域水體含沙量較大有關。總氮、總磷和氨氮質量濃度較大，水體富營養化程度較高。從魚類群落結構和功能的多樣性來看，典農河、閱海、寶湖和鶴泉湖存在顯著差異。應用魚類完整性指數法進行水生態系統健康評價，結果表明：閱海水生態系統健康狀況優于典農河、寶湖和鶴泉湖，典農河和鶴泉湖均處于良好等級，寶湖則處于一般等級。

在進行典農河流域生態治理時，應充分考慮不同水體水環境的理化性質和生物特征。根據不同區域的水體狀況、農業活動和生態環境等因素，在治理時進行精細化分區和分類管理，實現精確施策。同時加強源頭控制，對典農河流域內重點排污源進行精準治理，控制其對水體環境的影響。重點關注污水處理設施的建設與運維，以及農業面源污染的防控，從源頭遏制污染物輸入。鼓勵發展生態農業、生態旅游等生態友好型產業，增加經濟收入的同時激勵生態環保行為。通過打造綠色產業和生態產品，促進典農河流域的可持續發展。因此，加強典農河流域水源以及水環境的分區治理、加強源頭控制并發展生態友好型產業是典農河流域生態系統健康發展的重要方向。