秀丽高原鳅自然栖息地及人工驯养池水质评价研究

钟文武，冷 云，李光华，张建斌，缪祥军，梁 祥，王志飞，左鹏翔，崔丽莉，张 宇，姜志武

(1 云南省渔业科学研究院，昆明 650111；2 云南华电鲁地拉水电有限公司，昆明 650228)

秀丽高原鳅自然栖息地及人工驯养池水质评价研究

钟文武1，冷 云1，李光华1，张建斌1，缪祥军1，梁 祥1，王志飞1，左鹏翔1，崔丽莉1，张 宇2，姜志武2

(1 云南省渔业科学研究院，昆明 650111；2 云南华电鲁地拉水电有限公司，昆明 650228)

2015年全年对秀丽高原鳅(Triplophysavenusta)主要分布流域漾弓江上游鹤庆段开展水质调查，对洗马池、白龙潭、清水河、寺庄龙潭、美龙潭、西龙潭、人工驯养池及驯养池水源8个监测点的水温(T)、pH、溶解氧(DO)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(CODMn)7个指标进行采样监测，采用模糊综合评价法和综合水质标识指数法对采样点水质现状进行评价；分析了人工驯养池和自然栖息地水质差异。结果显示：驯养池与自然栖息地部分水质指标差异显著；自然栖息地中，清水河夏季水质为Ⅲ类，主要污染物为TN，其余监测点各季节水质均满足水体环境功能区规划要求；驯养池夏季水质评价结果为Ⅳ类，主要污染物为TN。

秀丽高原鳅(Triplophysavenusta)；栖息地；驯养池；水质评价

秀丽高原鳅(Triplophysavenusta)属鳅科(Cobitidae)条鳅亚科(Noemacheilinae)高原鳅属(Triplophysa)[1]，主要分布于金沙江水系漾弓江流域[2]，为濒危土著鱼类。近年来，由于人类活动的干扰及持续干旱，秀丽高原鳅自然产卵、索饵和栖息环境受到了严重破坏，其生存和繁殖受到影响，种群资源遭受重创，一些水域已无法采集到样本。

本实验利用模糊综合评价法和综合水质标识指数法对秀丽高原鳅自然栖息地漾弓江鹤庆段及秀丽高原鳅人工驯养池及水源地的水质进行评价，以探索各监测指标的水质类别、水域主要污染因子及功能区达标情况，旨在对比秀丽高原鳅自然生境和人工驯养池水质状况，为提高其人工驯养存活率提供参考。

1 调查与分析方法

1.1 监测断面的设置

根据漾弓江流域鹤庆段秀丽高原鳅种群资源自然分布状况，选择洗马池(N:26°30′42.1"，E:100°09′31.7")、白龙潭(N:26°35′36.8"，E:100°10′06.6")、清水河(N:26°36′59.4"，E:100°10′39.126"))、寺庄龙潭 (N:26°38′36.8"，E:100°10′46.7")、美龙潭(N:26°34′54.2"，E:100°13′30.7")、西龙潭(N:26°34′35.5"，E:100°8′52.0")6个秀丽高原鳅自然栖息地进行采样监测，同时对鱼类增殖站秀丽高原鳅人工驯养池(面积为50 m2,水深0.8 m)及驯养池水源地(N:26°30′4.0392"，E:100°24′38.3")进行采样监测，以便对比分析。

1.2 样品采集和检测方法

2015年全年单月(1月份为冬季、3月份和5月份为春季、7月份为夏季、9月份和11月份为秋季)对秀丽高原鳅自然栖息地、人工驯养池及驯养池水源地水质进行采样监测。用2.5 L的有机玻璃采水器表层(水面下0.5 m)处采集水样，置于聚乙烯采样瓶中进行现场固定，水温(T)、pH、溶解氧(DO)利用HACH水质分析仪进行现场测定，其余指标在实验室分析测定，相同采样点在同一时间内无重复样。参照《水和废水监测分析方法(第四版)》[3]，氨氮(NH3-N)采用纳氏试剂比色法；总氮(TN)采用碱性过硫酸钾氧化-紫外分光光度法；总磷(TP)采用钼酸铵分光光度法；高锰酸盐指数(CODMn)采用酸性高锰酸钾法。

1.3 模糊综合评价法[4-7]

1.3.1 建立评价因子集

根据秀丽高原鳅自然生存水域、人工驯养池及驯养池水源水质的监测结果，选取对水质影响较大的5个主要因素构成因子集，参照《地表水环境质量标准(GB3838-2002)》[8]，各污染因子等级划分标准如表1所示。

表1 污染因子等级标准

1.3.2 建立评价集

根据《地表水环境指标标准(GB3838-2002)》的等级划分，结合水质调查实际情况，将采样点水质分为5个等级，评价集为V={Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ}。

1.3.3 建立单因素隶属函数和模糊评价矩阵

非DO指标隶属函数使用以下公式求得：

第Ⅰ类水质，隶属函数为：

第Ⅱ至Ⅳ类水质，隶属函数为：

第Ⅴ类水质，隶属函数为：

DO指标隶属函数使用以下公式求得：

第Ⅰ类水质，隶属函数为：

第Ⅱ至Ⅳ类水质，隶属函数为：

第Ⅴ类水质，隶属函数为：

通过计算各因子的隶属度建立模糊评价矩阵如下：

式中，xi为评价因子实测质量浓度值；Sij为因子第j级水质标准；rij为因子对第j级水质的隶属度。

1.3.4 建立权重集

1.3.5 建立综合评价矩阵

综合评价数学模型：

B=A×R=(a1,a2,…,an)×

以最大隶属度为原则即隶属度最大值所在等级为监测点的水质类别，通过计算分析即可对水质类别进行划分。

1.4 综合水质标识指数法(WQI)[9-11]

综合水质标识指数法由整数位和三位或四位小数位组成，其结构为：WQI=X1·X2·X3·X4

2 结果与分析

2.1 主要水质因子监测结果

2015年全年分四个季度对洗马池、白龙潭、清水河、寺庄龙潭、美龙潭、西龙潭、驯养池及水源地进行采样监测，水质监测结果如表2所示。

表2 2015年各采集区域水质指标监测结果

水质监测结果表明：各采集区域水温与气候季节的更替密切相关，具有明显的季节变化特征，水温全年变化范围为9.2～23.5 ℃，平均值为16.2 ℃,其中寺庄龙潭水温变化范围为10.8～15.8 ℃,平均水温为13.4 ℃,变化幅度相对较小。各采集区域pH变化范围为6.59～8.11，平均值为7.23，满足鱼类生存的适宜pH范围。各采集区域DO质量浓度变化范围为5.03 ～12.21 mg/L，平均值为8.18 mg/L，其中清水河及美龙潭夏季DO质量浓度分别为5.03、5.24 mg/L，溶解氧水平相对较低。各采集区域TP质量浓度变化范围为0.001 ～0.02 mg/L，平均值为0.011 mg/L。各采集区域TN质量浓度变化范围为0.133 ～1.048 mg/L，平均值为0.347 mg/L，其中驯养池夏季TN质量浓度最高为1.048 mg/L，处于地表水环境质量标准的Ⅳ类标准。各采集区域NH3-N质量浓度变化范围为0.019 ～0.207 mg/L，平均值为0.087 mg/L。各采集区域CODMn质量浓度变化范围为0.63 ～2.29 mg/L，平均值为1.44 mg/L。

2.2 自然栖息地及人工驯养池水质差异

秀丽高原鳅自然栖息地是其人工驯养野生种群资源的主要来源，二者水质的差异性分析，将为秀丽高原鳅人工驯养和繁殖提供数据支持。表3为主要差异指标的对比结果。

表3 自然栖息地和人工驯养池水质差异性指标对比分析结果

由表3可知，驯养池平均水温为17.3 ℃，均高于其余监测水域，夏季水温最高为23.5 ℃，水温变化幅度较大，种群资源量相对较多的寺庄龙潭，全年水温维持在较低水平，平均水温为13.4 ℃，均低于其余监测水域，相比于驯养池低3.9 ℃；驯养池TN质量浓度平均值为0.783 mg/L，各季节质量浓度均高于其它监测水域，驯养池TN质量浓度最高出现在夏季，为1.048 mg/L，洗马池、白龙潭、清水河、美龙潭TN质量浓度平均值相差不大，寺庄龙潭TN质量浓度在所有监测区域中为最低。驯养池NH3-N质量浓度平均值为0.146 mg/L，均高于其余监测区域，最大值出现在春季为0.207 mg/L。

2.3 水质评价结果

利用模糊综合评价法和综合水质标识指数法对各监测点水质进行评价，结果如表4所示。

表4 模糊综合评价法和综合水质标识指数法水质评价结果

续表4

模糊综合评价结果表明：洗马池、白龙潭、寺庄龙潭、水源地春、夏、秋、冬水质均为Ⅰ类，水质较为清洁，各季节污染物质量浓度均处于较低水平。清水河夏季水质评价结果为Ⅲ类，而综合水质标识指数法评价结果为Ⅰ类；驯养池夏季水质评价结果为Ⅳ类，春季、秋季、冬季为Ⅰ类，突出了水质季节的差异性，而综合水质标识指数法春、夏、秋、冬、季水质均为Ⅱ类，差异性不明显。

3 讨论

3.1 水质主要污染因子及污染原因

模糊综合评价法通过指标权重值的计算，可得出各指标对水质优劣的贡献。清水河夏季水质为Ⅲ类，各指标权重由大到小顺序为(除DO外)TN>CODMn>NH3-N>TP，TN权重在参评指标中最大，表明TN是清水河夏季主要污染物，污染原因可能为清水河监测点离居民生活区较近，随着夏季降雨量的增大，居民生活污水、农业养殖废水及农耕施肥残留等随着地表径流进入河流，致使清水河夏季TN质量浓度较高。驯养池夏季各指标权重由大到小顺序为(除DO外)TN>NH3-N>CODMn>TP，TN权重在参评指标中最大，表明TN是驯养池夏季主要污染物，污染原因可能为夏季养殖水温较高，养殖鱼类摄食、活动增加，代谢排放量增大，相对于自然水体环境，驯养池塘较为封闭，水体交换量小，代谢残留积累较多；驯养池水源夏季含泥量较大，随水源进入的泥沙沉积于驯养池底部，形成淤泥，过厚的淤泥使驯养池底部氧债较高，有机质得不到有效分解，出现氮源性污染物浓度升高现象；夏季死鱼量的增加，死鱼的腐烂分解，可能也是驯养池夏季水质较差的原因之一。

3.2 水质评价方法可行性探讨

水质评价结果因不同的水质评价方法存在差异，模糊综合评价法基于模糊数学原理，通过水质指标权重的计算，得出水质主要污染物，根据最大隶属度原则对水质进行综合评价，综合反映了各指标对水质的影响，还突出了水质季节的差异性，评价结果更贴近评价对象实际水质状况，评价计算过程相对复杂；综合水质标识指数法基于单因子水质标识指数，结合评价指标和综合水质类别与水环境功能区目标比较结果进行评价，评价结果直观地反映出评价对象的综合水质类别和水环境功能区达标情况，评价计算过程相对简单。就本文评价对象的实际情况和采样季节性特点，模糊综合评价法评价结果更为客观合理。

3.2 人工驯养存活主要限制因子

秀丽高原鳅人工驯养池和自然栖息地水质状况具有明显差异，在所监测的指标中，主要差异因子有T、TN和NH3-N，人工驯养池夏季水质最差为Ⅳ类，虽然人工驯养环境不能完全做到模拟野生环境条件，但二者水环境因子差异性的分析是人工驯养条件研究探索的基础。水温作为鱼类生存的重要的环境因子，不仅直接影响着鱼类的生存[12]、代谢[13]、栖息、产卵和繁殖[14-16]，也会间接影响其他水环境因子，对水环境生态系统的稳定起着重要作用。秀丽高原鳅属于金沙江冷水性土著鱼类，对水温的变化有较强的敏感性，驯养池夏季水温较高可能是秀丽高原鳅人工驯养夏季疾病较多、存活率较低的重要原因之一，为提高人工驯养成功率，保证适宜的水温环境，驯养池地理位置的选择和构建显得尤为重要，在水源充足的条件下，驯养池尽量地处阴凉或搭建遮阳网，加大驯养池面积和深度，以保证足够的水量交换，使水温维持在适宜水平。秀丽高原鳅对水温要求较为严格，野生亲鱼的收集运输也应采用低温充氧运输。氮源污染物是衡量水体污染程度的重要指标，也是水体富营养化的关键因子；氨氮是制约鱼类生存和水产养殖业发展的重要因素[17]，对鱼类的生长具有胁迫作用[18]，对鱼类胚胎发育和仔鱼生存有毒性作用[19]，对鱼类免疫力具有重要影响[20-21]，虽然驯养池氨氮含量满足(或优于)Ⅱ类水质标准，但秀丽高原鳅作为土著鱼类，野生亲鱼对其耐受浓度阈值、胚胎发育毒性、生理代谢和生长的影响等还有待进一步研究。选择健康野生亲鱼消毒放养后，应实时监测驯养池水质，更换新水，控制氮源污染，以防水质恶化，造成亲鱼死亡。

3.3 自然种群资源的保护建议

秀丽高原鳅作为濒危土著鱼类，属于狭窄分布种类，对研究鱼类种质资源的多样性和鱼类区系的划分具有重要意义，亦具有一定的经济价值。漾弓江流域鹤庆段总体水质良好，符合水环境功能区划分类别，适合秀丽高原鳅等土著鱼类的自然生存与繁殖，但因人为捕捞历史较长，近年来，连续的干旱，全球气候变暖，一些河流、龙潭水库在干旱严重季节几近干涸，严重破坏了秀丽高原鳅自然产卵、索饵和栖息环境，影响其生存和繁殖，自然种群量急剧下降，一些水域已无法采集到样本。加大秀丽高原鳅自然资源的保护力度刻不容缓。漾弓江流域各市县相关部门应加大监管力度，严格农业生产、生活污水排放标准，建立生态补偿机制，保证良好的水质状况，为土著鱼类的养护提供基本的水环境条件；建立和完善水环境功能区生态环境质量监测和评价体系，排除污染源，形成预防和预警机制；渔业相关部门应加大秀丽高原鳅等土著鱼类的保护宣传力度，做好种质资源的调查研究，进行必要的生态修复，建立漾弓江流域自然保护区。

4 结论

洗马池、白龙潭、寺庄龙潭、水源地2015年四季水质均为Ⅰ类；清水河夏季水质为Ⅲ类，其余季节为Ⅰ类；美龙潭冬季水质为Ⅱ类，其余季节为Ⅰ类；驯养池夏季水质为Ⅳ类，其余季节为Ⅰ类；西龙潭夏季水质为Ⅱ类，其余季节为Ⅰ类。各监测点在污染季节主要污染物为TN。秀丽高原鳅人工驯养池与自然栖息地的部分水质指标具有明显差异性，主要差异性指标有水温、总氮及氨氮。

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(责任编辑：邓 薇)

Assessment of water quality of natural habitats andartificial domestication pond forTriplophysavenusta

ZHONG Wen-wu1, LENG Yun1, LI Guang-hua1, ZHANG Jian-bin1, MIAO Xiang-jun1,LIANG Xiang1, WANG Zhi-fei1, ZUO Peng-xiang1, CUI Li-li1, ZHANG Yu2, JIANG Zhi-wu2

(1.YunnanAcademyofFisherySciences,Kunming650111,China;2.YunnanHuadianLudilaHydropowerCo.,Ltd.,Kunming650228,China)

The water quality was monitoried at eight sampling sites of Yanggong River upstream in Heqing County, including Horsepond, White vauclusian spring, Qingshui river, Sizhuang vauclusian spring, Mei vauclusian spring, West vauclusian spring, artificial domestication pond and water source. Total of seven water quality indicators including water temperature(T), pH, dissolved oxygen (DO), ammonium nitrogen (NH3-N), total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), chemical oxygen demand (CODMn) were determined. We assessed the water quality based on fuzzy comprehensive assessment model and comprehensive water quality identification index of each sampling site, and analyzed the water quality difference between artificial domestication pond and natural habitats. The results showed that there were significant differences in part of the water quality indicators between artificial domestication pond and natural habitats. The water quality of Qingshui river belongs to class Ⅲ in summer, and total nitrogen(TN) is the major pollutant, and the water quality of other natural habitats met the requirements for water environment function area. The water quality of artificial domestication pond belongs to class Ⅳ in summer, and total nitrogen(TN) is the major pollutant.

Triplophysavenusta; natural habitats; artificial domestication pond; assessment of water quality

2016-07-24 ；

2016-11-07

金沙江鲁地拉水电站秀丽高原鳅、长须鮠繁育生物学研究(LDL2011/023(P))；云南省科学技术厅创新人才专项(2013HB125)；国家科技基础条件平台。

钟文武(1985-)，男，助理研究员，研究方向为渔业生态环境监测、土著鱼类的保护及利用。E-mail：zhongww200809@126.com 通讯作者：冷 云。E-mail：lengyun871@126.com

S931.3

A

1000-6907-(2017)02-0049-08