钱塘江上游昌化溪鱼类多样性的时空格局

贾海滨,黄富友,邵晓阳＊

(1.杭州师范大学生命与环境科学学院,浙江杭州310036;2.丽水市水利局,浙江丽水323000)

钱塘江上游昌化溪鱼类多样性的时空格局

贾海滨1,黄富友2,邵晓阳1＊

(1.杭州师范大学生命与环境科学学院,浙江杭州310036;2.丽水市水利局,浙江丽水323000)

于2008年4月、7月、10月和2009年1月对钱塘江上游昌化溪流域的鱼类物种多样性进行调查.设7个采样点,共获鱼类2 949尾,26.826 kg,经鉴定有43种,隶属于4目10科32属.采用多样性指数研究鱼类多样性,结果表明:夏季鱼类多样性指数最高,许联村和首益村的多样性指数较高,并根据优势度指数确定6个优势种;生境类型复杂程度和水温变化,是影响鱼类群落多样性的最主要环境因素.

昌化溪;物种多样性;时空格局;优势种

昌化溪发源于浙江与安徽交界的绩溪白云岭,主要流域位于浙江省西北部天目山脉,为钱塘江一级支流分水江的上游,流域面积1 429 km2[1].昌化溪流域属中亚热带季风气候区,温暖湿润,四季分明,全年降雨量1 628.6 mm,降雨量充足,森林覆盖率高,溪流纵横,鱼类资源比较丰富.

已有的钱塘江水系鱼类资源研究主要针对钱塘江水系中下游干流及一级支流展开,一般侧重于对鱼类种类组成的调查[2].对钱塘江上游昌化溪的鱼类资源,除《浙江动物志之淡水鱼类》[2]有过定性描述,以及《浙江天目山鱼类区系的调查报告》[3]对天目山鱼类动物区系进行探讨外,到目前为止,还没有关于鱼类物种的资源调查及其群落组成、物种多样性、优势种分析等方面的系统研究.

特定水体类型鱼类的群落种类组成、生长速率、肥满度以及鱼类病害等都可反映外界干扰对水体长期作用的结果.鱼类是河流健康评价的重要指示物[4].Karr在1981年提出了基于河流鱼类物种丰富度、指示种类别(含耐污种及非耐污种)、营养类型、鱼类数量、杂交率、鱼病率、畸变率等12项指标基础上的生物完整性指数(Index of Biotic Integrity,IB I)[5].

调查昌化溪流域鱼类资源组成、研究鱼类群落多样性具有重要意义.一方面,可以为更好地保护流域内现有鱼类物种多样性及其水生态环境,合理开发、保护流域内的珍贵鱼类资源提供理论依据;另一方面,还可为今后开展流域尺度水平水生态功能区划提供相关的数据支撑.

1 材料与方法

1.1 采样时间及采样点的选择

采样时间为2008年4月中旬(春季)、7月上旬(夏季)、10月中旬(秋季)和2009年1月下旬(冬季).根据昌化溪的水系分布特点及其流域内水环境特征,共设S1(俞家村)、S2(田干村)、S3(首益村)、S4(双溪村)、S5 (许联村)、S6(洲头村)、S7(江川村)7个采样点(图1).

1.2 采样方法

采用电捕、定置单层刺网和手抄网捕捞,记录采样点生境特征,包括沿岸植被、溪流底质类型、溪流小生境类型(如急流处、深潭、浅滩等).电捕鱼器输出电压300 V,单层刺网网目规格为2.7～5 cm.对标本进行形态学测量,参照《浙江动物志之淡水鱼类》[2]和《中国淡水鱼类分类检索》[6]进行种类鉴定.

1.3 物种多样性研究方法

1.3.1 物种丰富度指数

选用Margalef丰富度指数[7]表示,计算公式为: D=(S-1)/ln N,(1)式中,S为种类数,N为群落中所有物种总个体数.

1.3.2 物种多样性指数

计算多样性指数的公式较多[8],目前应用比较普遍的是Shannon和Weaver于1949年提出的多样性指数[9],公式如下:

图1 钱塘江上游昌化溪采样点分布Fig.1 Distribution of sampling sites in Changhua stream of the upper reaches of Qiantang River

式中,s为总的种类数,Ni为第i种鱼的个体数,N为样本个体总数.

1.3.3 物种均匀性指数

物种均匀性指数选用Pielou 1969年提出的[10]:

式中,H为多样性指数,Hmax为最大均匀性条件下的多样性指数(Hmax=log2S,S为种类数)

1.3.4 优势度

物种优势度采用郁尧山1986年提出的[11]:

式中,m为取样次数,f i为第i种鱼在m次取样中出现的频数,Ni、Wi分别为第i种鱼在m次取样中的个体数和重量,N、W分别为m次取样个体总数和总重量.

2 结果及分析

2.1 鱼类群落组成分析

调查共获鱼类2 949尾,总计26.826 kg.经过鉴定为43种,隶属于4目10科32属(表1).

表1 钱塘江上游昌化溪鱼类物种名录及鱼类数量百分比(%)Tab.1 Percentage of fish biomassand catalogue of speciesof fish in Changhua stream of the upper reachesof Qiantang River(%)

续表

昌化溪鱼类群落组成中以鲤形目种数最多,占总种数的69.8%,这与中国淡水鱼类的组成特点基本一致[12].鲤形目鱼类在群体数量百分比、群体重量百分比上都占有绝对的优势.由鲤形目和鲇形目组成的骨鳔鱼类占鱼类种数的81.4%(表2).

2.2 鱼类物种多样性分析

由表3可知,除S5外,其余6个采样点的物种多样性指数在四季的变化趋势都表现为:春季较低,夏季增加达最大值,秋季则下降至春季水平,冬季的物种多样性指数最低.S5在春季的物种多样性指数是所有采样点中最高的,其次是秋季和夏季,冬季最低.另外S3的物种多样性指数也较高,S1,S7的物种多样性指数较低.

表2 钱塘江上游昌化溪鱼类群落组成Tab.2 Fish community com position in Changhua stream of the upper reaches of Qiantang River

表3 各采样点鱼类群落多样性指数季节变化Tab.3 Seasonal variety of fish community index in sampling sites

除S3和S5外,其余5个采样点的物种丰富度指数都是在夏季时最高.S3在秋季的物种丰富度指数最高,S5则以春季时的为最高.这两个采样点各季节时的丰富度指数在所有7个采样点中相对较高.物种均匀度指数较高的是S7,而S7的物种丰富度指数和物种多样性指数都较低.7个采样点的物种均匀度指数随季节的变化没有明显的规律,与其它两个指数没有直接的关系.总的来说,S3和S5的三个多样性指数相对较高,S1和S7相对较低.

昌化溪物种丰富度指数、物种多样性指数、物种均匀度指数随时间变化的总体趋势:夏季鱼类物种多样性指数最高;其次是春季和秋季,且两季间多样性指数无显著差异;冬季多样性指数最小(图2).

2.3 优势种分析

由式(4)计算昌化溪流域各种鱼类的优势度指数,将优势度指数大于5 000的定为优势种[9],结果见表4.

图2 鱼类群落多样性指数的季节变化Fig.2 Seasonal changes of fish community index in Changhua stream

表4 钱塘江上游昌化溪鱼类优势种及其优势度指数Tab.4 Dom inance degree index of dom inant fishes in Changhua stream of the upper reaches of Qiantang River

昌化溪流域共有优势种6种,占总种数的13.95%.这6种优势种鱼类个体数量占总个体数的73.01%,重量占群体总渔获物的76.98%.优势种鱼类生物量为昌化溪流域鱼类生物量的主要组成,对维持鱼类群落的结构和功能具有十分重要的作用.6种优势种鱼类中,属于典型溪流性鱼类4种:宽鳍鱲、盎堂拟鲿、马口鱼、薄颌光唇鱼;广布种类2种:沙塘鳢和鲫.从生态类型划分,中上层鱼类有2种:宽鳍鱲和马口鱼;中下层鱼类1种:薄颌光唇鱼;底层鱼类3种:鲫、沙塘鳢、盎堂拟鲿.从鱼类食性分化划分,肉食性鱼类数量最多,有3种,分别是沙塘鳢、盎堂拟鲿、马口鱼;杂食性鱼类2种:鲫和宽鳍鱲;植物食性鱼类1种:薄颌光唇鱼.

3 讨 论

3.1 水域生境特点与鱼类物种多样性的关系

溪流生态系统的生境类型主要有急流、浅滩、深潭和缓流河段.底质多为卵石型,也有砾石型、泥砂质.溪流河段落差较大,水生植物、沿岸植被类型各异.不同的生境为各种鱼类提供多样的栖息生境.生境类型复杂的溪流,鱼类物种多样性指数相对较高.调查所选择的7个采样点,S5采样点水生态环境比较复杂:主要底质类型泥砂质,也有沙砾、砾石等;部分溪流水深2～3 m,夏季丰水季节时达到5 m以上;缓流河段,河道宽阔,接近河流性生境,也有急流河段、浅滩等多种生境.生境多样化,使S5采样点鱼类群落多样性指数相对较高(表3).适于静水水体的鳑鮍亚科(Acheilognathinae)和鲿科(Bagridae)鱼类明显多于其它采样点.S3采样点有多处较大的深潭和大量浅滩,周围居住人口密集,由于当地村民环境保护意识强,

3.2 水温对昌化溪鱼类物种多样性的影响

昌化溪鱼类物种多样性指数随时间变化的趋势为夏季最高,春秋两季差异不明显,冬季最小.这可能与溪流的水流速度快、水温低有关系.平原河流性鱼类一般在春末夏初(水温上升至24～26℃)开始产卵繁殖,溪流鱼类则延迟至夏季.繁殖季节,鱼类物种多样性指数最高,这可能与下游鱼类上溯产卵、溪流饵料生物增加有关.冬季水温降至最低,鱼类群落多样性指数减至最小,与溪流性鱼类一般在深潭底层、洞穴、砾石缝隙中越冬,捕捞难度增加有一定的关系.

3.3 各采样点优势种的差异

各采样点的优势种类存在差异.宽鳍鱲在所有采样点中都是优势种,其中在4个采样点的优势度指数最高.沙塘鳢和鲫在6个采样点中为优势种,薄颌光唇鱼、盎堂拟鲿、高体鳑鲏在3个采样点中为优势种.沙塘鳢在2个采样点的优势度指数最高.这些主要的优势种除鲫和高体鳑鲏是广适性外,其余都是典型的溪流性鱼类.从优势种的生态层位来看,底栖性鱼类最多,底层生态位的竞争激烈,这可能与溪流水流速度快、水体中营养物质易流失、底层的营养物质相对丰富、砾石缝隙处易藏匿有关.

原缨口鳅、黄颡鱼、麦穗鱼只在1个采样点为优势种,这与采样点的生境特点有关.S1位于溪流的上游,水流湍急,适于营吸附于卵石生存的原缨口鳅的生存;S5河道宽、水深,水流缓慢且多为泥砂型底质,适于营底栖生活的黄颡鱼生存;S7位于水库上游,生境单一,鱼类种类少,杂食性的麦穗鱼数量较多.

据调查,沙塘鳢数量近年逐渐增加,鲇数量逐渐减少.优势种的更替,可能与溪流生态环境破坏、水体污染、当地人对鲇过度捕捞等因素有关,导致个体小、适应性强的沙塘鳢成功占据鲇的生态位.

3.4 溪流性鱼类保护的几点建议

溪流性鱼类是淡水鱼类种质资源的重要类群,生活在溶氧充分、水质洁净的流水环境,一旦水体遭受污染,容易造成一些鱼类种群数量衰退甚至灭绝.加强对溪流性鱼类的保护力度,应该:1)在主要支流流经的重要乡镇周围,建立水质监测站,及时应对水质变化;2)将溪流性鱼类产卵场划定为禁渔区,严格禁止捕捞繁殖群体和集群仔幼鱼;3)水坝的修建造成了鱼类栖息地和鱼类群落的片段化,功能较弱并具有可替代性的小型水坝应予以炸除;4)对重要的溪流性经济鱼类进行保护生物学、繁殖生物学研究.

[1]余伟,王玉军.杭州森林水文效应研究:以昌化溪流域为例[J].杭州科技,2004(5):48-49.

[2]毛节荣,徐寿山.浙江动物志:淡水鱼类[M].杭州:浙江科学技术出版社,1991:41-218.

[3]毛节荣.浙江天目山区鱼类区系的调查报告[J].杭州大学学报:增刊,1986(13):68-86.

[4]唐涛,蔡庆华,刘建康.河流生态系统健康及其评价[J].应用生态学报,2002,13(9):1191-1194.

[5]Karr J R.Assessments of biotic integrity using fish communities[J].Fisheries:Bethesda,1981,6(6):21-27.

[6]成庆泰,郑葆珊.中国鱼类系统检索[M].北京:科学出版社,1987:19-187.

[7]钱迎倩,马克平.生物多样性研究的原理与方法[M].北京:中国科学技术出版社,1994:142-143.

[8]费鸿年,何宝全,陈国铭.南海北部大陆架底栖鱼群聚的多样度以及优势种区域的季节变化[J].水产学报,1981,5(1):1-20.

[9]张家波,樊启学,王卫民,等.老江河鱼类种类多样性和优势种的初步研究[J].淡水渔业,1998,28(6):14-17.

[10]Pielou E C.Mathematical Ecology[M].New York:Wiley&Sons,1969:95-97.

[11]郁尧山,张庆生,陈卫民,等.浙江北部岛礁周围海域鱼类优势种及其种间关系的初步研究[J].水产学报,1986,10(2):137-150.

[12]李明德.鱼类分类学[M].北京:海洋出版社,1998:76-78.

Tem poral and Spatial Pattern Analysis on Fish Diversity of Changhua Stream in the Upper Reaches of Qiantang River

JIA Hai-bin1,HUANG Fu-you2,SHAO Xiao-yang1
(1.College of Life and Environmental Sciences,Hangzhou No rmal University,Hangzhou 310036,China; 2.Lishui Bureau of Water Resources,Lishui 323000,China)

In o rder to investigate fish species diversity of Changhua stream in the upper reaches of Qiantang River,the paper has carried out a survey about the stream fish resources in four seasons in 2008.The survey has selected 7 sampling sites,collected 2 949 fish,weight 26.826 kg,w hich belongs to 4 o rders,10 families,32 genera and 43 species.The paper has researched on the species diversity index by the community composition analysis,the result demonstrates that in term sof tempo ral characteristics,the diversity index in summer is the highest,in term s of spatial characteristics,among the seven samp ling sites,the diversity indexes in Xulian village and Shouyi village are higher.The study show s that the comp lexity of habitat types and the changeof water temperature are themost impo rtant environmental facto rson fish community diversity.

Changhua stream;species diversity;tempo ral and spatial pattern;dominant species

S932.4

A

1674-232X(2010)03-0185-06

DO I:10.3969/j.issn.1674-232X.2010.03.005

2010-03-15

浙江省科技厅项目(2009C33064).

贾海滨(1983—),男,湖北天门人,生态学专业硕士研究生,主要从事鱼类生态学方面的研究.

＊通讯作者:邵晓阳(1960—),男,浙江江山人,副教授,主要从事水生生物生理生态学方面的研究.E-mail:shaoxyhz@sohu.com