珠江入海口空間生態(tài)性水體變化對魚類多樣性的影響

王顫

摘要：采集2016—2018年珠江入海口河段魚類多樣性數(shù)據(jù)，進行水環(huán)境分析和物種多樣性評估。RDA分析結(jié)果表明，水深、溶解氧、水體覆蓋度、鹽度、pH和水體溫度對魚類有一定影響，其中，鉻對魚類多樣性的影響程度占總體水質(zhì)變量的25.92%。隨著時間的推移，海水水質(zhì)的參數(shù)發(fā)生改變，亞硝酸鹽和鉛對魚類科、屬、種變化的反應最敏感，對鯉科魚類影響較大。工業(yè)污染會影響魚類種群數(shù)量，另外鉻和石油類物質(zhì)是決定魚類多樣性在珠江入海口生存的重要條件，很大程度限制生態(tài)空間的活動價值。

關鍵詞：水質(zhì)；生態(tài)評估；魚類多樣性；生態(tài)空間；珠江入海口

中圖分類號：S917.4? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2024）04-0127-09

Impacts of eco-spatial marine water changes on fish diversity in the Zhujiang River estuary

Abstract： Data about fish diversity in the Zhujiang River estuary from 2016 to 2018 were collected for the water environment data analysis and species diversity assessment. The results of RDA analysis showed that water depth， dissolved oxygen， water coverage， salinity， pH and water temperature had certain influences on fish， among which the degree of chromium influence on fish diversity accounted for 25.92% of the variables of overall water quality. During the experimental period， the parameters of seawater quality changed over time， and the response of family， genus， and species of fish to nitrite and lead changes was the most senstitive， especially the Cyprinidae. The large amount of industrial pollution discharged affected the fish population size. In addition， chromium and petroleum substances were the significant conditions that determined the fish diversity in the Zhujiang River estuary and largely limited the activity value of ecological space.

Key words： water quality； ecological assessment； fish diversity； ecological space； Zhujiang River estuary

全球范圍內(nèi)人口數(shù)量的大規(guī)模增長使得城市化持續(xù)擴張，進而導致城鎮(zhèn)化建設侵占了大量自然棲息地。河流的污染和棲息地的迅速喪失致使全球野生動物種群遭受嚴重破壞，過去30年中，自然棲息地的喪失是野生動物個體數(shù)和物種豐富度下降的主要因素［1-5］。中國是全球城市化速度最快的國家之一，河道被迫改遷的現(xiàn)象不減，生活污水排放加劇，大量城市污水排放入海，水體自凈能力急劇下降，海洋自凈能力大打折扣，導致海洋生態(tài)承受力下降［6］。

當前，中國沿海以化石燃料和核電為主的發(fā)電方式，雖然對排放污水進行了初步處理，但是排放過程途經(jīng)農(nóng)業(yè)用地，土地金屬殘留攜帶入海，環(huán)境污染問題愈發(fā)嚴重。同時礦產(chǎn)資源的放肆開采和化學藥劑的過量使用，造成土地和河流二次共同污染，最終海水自凈能力受到制約。雖然環(huán)境和生物多樣性保護是重要的戰(zhàn)略規(guī)劃，但是入海口地區(qū)環(huán)境與生物多樣性的生態(tài)檢測和生態(tài)發(fā)展，特別是對魚類的關注少之又少［7-11］。

中國珠江水系物種資源豐富，流經(jīng)省份是中國重要的資源和工業(yè)地區(qū)，電力消耗和種植業(yè)都位于中國前列。同時化肥使用頻率較高的位于廣東、廣西和福建等地部分河流沿岸種植培育大量桉樹和經(jīng)濟果林，一定量的化學殘留物質(zhì)在氣候交替等因素下逐步累積，最終由入海口排入中國南海［12，13］。此外，珠江口漁場是中國南海四大漁場之一，漁場地處外海水和珠江沖淡水的交匯區(qū)，也是重要的漁業(yè)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)地。截至2018年在珠江流域等地的魚類報告、數(shù)據(jù)匯總和相關資料統(tǒng)計，共記錄到魚類682種、土著種590種、珠江流域特有種224，物種豐富度占據(jù)全國漁業(yè)的1/2以上。同時珍稀瀕危魚類物種眾多，23種已列入《中國瀕危動物紅皮書魚類》，超60種已列入《中國物種紅色名錄第一卷》［1］。《重點流域水生生物多樣性保護方案》顯示，珠江流域內(nèi)分布有中華鱘、中華白海豚、黿、花鰻鱺等國家重點保護動物。外來種超20種，包括太湖新銀魚、短蓋巨脂鯉、斑點叉尾鮰、食蚊魚、尼羅羅非魚、奧里亞羅非魚、丁鱥等，并且各河段出現(xiàn)頻率隨時間持續(xù)增多［2］。

目前，關于匯集珠江流域及入海口區(qū)域中海洋水質(zhì)對魚類影響的研究結(jié)論較模糊。如何在珠江流域入海口生態(tài)資源保護和選擇性排放有害物質(zhì)的研究，以及海洋水質(zhì)變化對不同發(fā)現(xiàn)魚類物種的評估都比較欠缺。本研究對近3年來珠江入海口的水質(zhì)變化影響魚類多樣性進行科學分析，為進一步科學水質(zhì)管理和漁業(yè)優(yōu)化提供基礎信息。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

本研究區(qū)域主要集中于珠江入海口海水區(qū)域（GZRHK：21°31′—26°49′E，102°14′—115°53′N），該區(qū)域地屬于亞熱帶部分區(qū)域，年平均氣溫10～22 ℃，多地年降水量為1 400～2 000 mm，是一個高溫多雨、四季常綠的熱帶-亞熱帶區(qū)域。該區(qū)域種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達，植被多為常綠闊葉，同時礦產(chǎn)資源豐富，是中國經(jīng)濟發(fā)達的區(qū)域［14］。

1.2 數(shù)據(jù)獲取

通過對百度學術、中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)、國家海洋局、水利部珠江水利委員會（http：//www.pearlwater.gov.cn/zwgkcs/lygb/szygb/）和谷歌學術進行關鍵詞搜索，關鍵詞為“珠江”“廣東省”“廣西”“魚類多樣性”“水質(zhì)”，搜索時間定義在2016年以后。通過關鍵詞搜索，發(fā)現(xiàn)相關論文和研究報告11篇，其中魚類數(shù)據(jù)373個，隸屬于22個目44個科204種（表1，2），水質(zhì)參數(shù)主要以化學需氧量、溶解氧、pH、石油類、亞硝酸、硝酸鹽、氨氮、銅、鋅、鉻和鉛。魚類物種劃分參照《廣西淡水魚類志》《珠江魚類志》《廣西海洋藥用生物名錄》《中國動物志》［15］。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析是利用Rv.3.6.0（R Core Team，Geneva，Switzerland）進行的。使用R包“vegan”對魚類科屬種和水質(zhì)參數(shù)變化進行冗余分析，將魚類科屬種作為響應變量，不同水質(zhì)參數(shù)作為解釋變量。模型通過VIF對不同水質(zhì)變量進行共線性評估，分析共線性導致的數(shù)據(jù)誤差，為避免數(shù)據(jù)對模型的干擾，采用矯正R2作為最終解釋變量的結(jié)果。研究使用“rdacca.hp”包，量化各水質(zhì)參數(shù)對魚類科屬種變化的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 魚類多樣性

2016年，發(fā)現(xiàn)有44個科128種不同魚類物種，隨著時間的變化，魚類科的數(shù)量不斷減少，2018年已經(jīng)下降到29個科103個物種（表1）。物種豐富度最高的一直是鯉形目，其次為鱸形目和鯰形目。2016年鯉形目2科60種，頜針魚目1科1種，鯡形目2科8種，鱸形目18科29種，鯰形目6科11種，鰻鱺目2科2種，鯔形目1科3種，合鰓目1科1種，鰈形目2科2種，鳉形目1科1種，仙女魚目1科1種，燈籠魚目1科1種，鯖形目1科1種，鲀形目1科3種，海龍目1科1種，鲉形目1科1種，銀漢魚目1科1種，脂鯉目1科1種。2017年魚類物種變化是鮭形目、鲼目、海鰱目、真鯊目的出現(xiàn)，2018年物種變化除鮭形目于2016年出現(xiàn)以外，無新增加捕獲物種分類。2016—2018年物種多樣性下降明顯，具體表現(xiàn)為合鰓目、鰈形目、燈籠魚目、銀漢魚目捕獲結(jié)果的逐漸丟失。相鄰年份內(nèi)群落變化均發(fā)生物種獲得和物種丟失兩個過程，魚類群落呈群落周轉(zhuǎn)格局。外來魚類7 種，分別為革胡子鲇、斑點叉尾鮰、莫桑比克羅非魚、尼羅羅非魚、藍鰓太陽魚、烏鱧、短蓋肥脂鯉（表2）。

2.2 魚類多樣性與水質(zhì)關系

通過冗余分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各海水質(zhì)量參數(shù)對魚類多樣性的解釋率為93.46%，矯正R2adj為0.904。其中，魚類科數(shù)目的下降與石油類數(shù)據(jù)有關，屬與亞硝酸、硝酸鹽、氨氮和pH相關，魚類多樣性物種的變化幾乎不會受到影響（圖1）。

不同海洋水質(zhì)參數(shù)對魚類多樣性的影響，化學需氧量為8.98%、溶解氧2.24%、pH為12.54%、石油類5.35%、亞硝酸15.35%、硝酸鹽2.92%、氨氮5.15%、銅11.50%、鋅3.85%、鉻25.92%和鉛6.11%（圖2）。

3 討論

3.1 物種差異變化

本研究監(jiān)測內(nèi)容主要為珠江入海口的水質(zhì)，以及廣東、廣西、海南和福建等地監(jiān)測區(qū)域的魚類多樣性及動態(tài)變化，并對水生態(tài)系統(tǒng)魚類保護機制及恢復提供科學依據(jù)。魚類科層面的數(shù)目下降較大，物種在該區(qū)域逐漸形成單一化物種，特別是鯉形目鯉科魚類常年為最多物種分類，魚類種群逐漸單一化。

另一個明顯的物種變化是外來種的增多和穩(wěn)定增長。相較2012年外來種主要以羅非魚和麥瑞加拉鯪為代表，近年來數(shù)量明顯增多，占據(jù)本土魚類一定生態(tài)位。廣東省引種外來種當中的羅非魚已被納入水產(chǎn)養(yǎng)殖，但由于養(yǎng)殖逃逸或養(yǎng)后丟棄等，導致外來種入江增多，強擴散力使得多處河段出現(xiàn)，加大外來種競爭的數(shù)量［3］，在部分水域已成為優(yōu)勢種［4］。

3.2 近海水質(zhì)對魚類影響

除去人為干擾因素外，魚類空間結(jié)構主要受環(huán)境因子的影響而變化。水環(huán)境因子對物種影響最大，大多數(shù)物種無法對水環(huán)境的變化做出有效地適應，從而使鯡形目、鱸形目種群持續(xù)下降，甚至燈籠魚目、合鰓目、鰈形目的消失，多種珍稀物種，如桂華鯪、唇鯪等近年來未出現(xiàn)。

河流生境主要的脅迫影響能夠通過魚類群落組成反映［6］。對水環(huán)境耐受性比較好的魚類物種持續(xù)繁衍，迫使該區(qū)域的物種數(shù)逐漸單一化，直接破壞該區(qū)域的海洋水生態(tài)環(huán)境，同時研究發(fā)現(xiàn)在水環(huán)境中鎘、亞硝酸鹽和pH是影響物種重要的3個因素，其中工業(yè)排放的鎘元素影響最大，鎘元素在珠三角區(qū)域排放較大，也直接改變了該區(qū)域魚類分布情況，因此，物種受到重金屬影響最大。

魚類物種中，魚類科的數(shù)目主要受陸源排污影響，其中石油類水環(huán)境因子的變化較大。在珠三角有限的魚類科數(shù)中，石油污染可以直接引起魚類死亡。盡管南海海洋資源豐富，但是外海的魚類無法承受石油污染的直接傷害，迫使魚類的豐度無法提高。魚類屬和魚類物種有類似的反應，主要是與工業(yè)排放到海水中的物質(zhì)有關，特別是直接影響水質(zhì)變化的pH和氨氮等物質(zhì)是重要的水環(huán)境指標因子。擴大水環(huán)境因子的監(jiān)測力度，提高排放標準；定期對近海區(qū)域的魚類進行物種監(jiān)測，以便了解不同魚類物種對水環(huán)境的最大耐受程度，有效規(guī)劃海洋牧場的漁業(yè)資源建設；劃設羅非魚屏蔽區(qū)域，控制外來物種進一步擴散力度；提高居民的保護意識，不亂排亂放，共同維護水生態(tài)環(huán)境健康。

4 結(jié)論

1）魚類多樣性受到海水水質(zhì)變化影響較大，特定的水質(zhì)參數(shù)對魚類種群影響都有關，因此建議在魚類多樣性修復的同時，適當對水質(zhì)排放進行嚴格的管控。

2）加大魚類數(shù)據(jù)的監(jiān)測，特別是在南海區(qū)域，該區(qū)域有豐富的魚類多樣性，但隨著海水水質(zhì)的變化，這種情況可能發(fā)生變化。合理的管控排放和定期魚類多樣性監(jiān)測有利于維持南海生物的多樣性。

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