坪上泉域鱼类种群结构及生物多样性分析

张大伟，梁文明，张元，崔松林

（1.山西省水产育种养殖科学实验中心，山西 清徐 030400；2.山西省水产科学研究所，山西 太原 030006）

坪上泉域位于山西省忻州市五台县南部约30km的滹沱河与清水河汇合处的河谷中，由4个泉组成[1]。其中滹沱河干流上有甲子湾、水泉湾、段家庄3个泉组，多年平均流量为16.43m3/s；滹沱河河段由上游补给河水和坪上泉泉水汇集而成，一般水温在13～20℃之间；清水河为李家庄泉组，多年平均流量为4.06m3/s；水温恒定在12.5℃。它们共同组成坪上泉域[2]。近年来，坪上泉域饮水工程[3]及水电的开发利用，以及泉域上游滹沱河上有年排放污水量为13 176万t的29处排污口[4]，严重污染了坪上泉域的水质，直接影响泉域内的鱼类资源和生物多样性。关于滹沱河干流山西段的鱼类资源调查及生物多样性评价已有报道[5-7]，但是，关于坪上泉域的鱼类资源及生物多样性却未见报道。为了保护坪上泉域的生态环境和鱼类资源及其生物多样性，于2016年6月25日—30日和9月24日—29日调查了坪上泉域渔业资源，分析泉域滹沱河段和清水河段鱼类组成、分布特征等，为泉域鱼类多样性和生态环境保护提供参考。

1 材料与方法

1.1 调查区域

渔业资源调查的采样点选择在坪上泉域的滹沱河与清水河河谷泉水出露集中带和河流交汇处。滹沱河采样点为水泉湾、段家庄、红山崖、坪上桥；清水河采样点为胡家庄、耿家会、坪上及滹沱河与清水河交汇处（图1），各采样点的具体坐标分布见表1。

图1 坪上泉域各采样点分布图Fig.1 The sampling sites in Pingshang Spring Field

1.2 调查方法

依照《内陆水域渔业自然资源调查手册》[8]的方法采样，主要用电捕和地笼采集鱼类标本，每一采样点采集2、3次。采集的鱼类标本进行现场拍照、分类、记数，测量体长、体质量。不易确定的种类，放入10%的福尔马林溶液中浸泡保存，个体较大的鱼先体腔内注射一定量的固定液，再浸泡固定，带回实验室进行鉴定[9]。标本鉴定主要依据参考文献[10-12]。所有标本整理编号放入标本瓶，保存于山西省水产育种养殖科学实验中心。

表1 坪上泉域鱼类采样点位置Tab.1 The sampling sites in Pingshang Spring Field

1.3 数据统计方法

1.3.1 鱼类群落优势种

采用 Pinkas相对重要性指数（IRI）分析[13]：

式中，N为数量百分比；W为体质量百分比；F为出现频率。IRI值大于1000时为优势种，100～l000为主要种，10～100 为常见种，1～10 的为一般种，小于1的为稀有种。

1.3.2 群落多样性

用Margalef物种丰富度指数（R）、Pielou均匀度指数（J'）和Shannon多样性指数（H'）分析[14,15]：

Shannon-Wiener多样性指数

（H'），H'=--∑Pilog2Pi。

Pielou均匀度指数（J'），J'=-∑Pilog2Pi/log2S。

Margalef丰富度指数（R），R=（S-1）/log2N。

式中，Pi为第i种个体的重量比率，S为种类数，N为总渔获尾数。

1.3.3 群落相似性

采用 Jaccard 相似性系数（SI）分析[16]：

式中：A和B分别为两河段的鱼类种数，C为两河段共有的鱼类种数。SI在0～0.25时，为极不相似；0.25～0.5 时，为中等不相似；0.5～0.75 时，为中等相似；0.75～1 时，为极相似。

2 结果与分析

2.1 鱼类物种组成

在坪上泉域采集的鱼类共有19种，隶属4目6科，鲤科鱼类最多，共10种，占总种数的53%，分布于5个亚科亚科4种，鳑鲏亚科和鲤亚科各2种，鲌亚科和雅罗鱼亚科各1种，其次是鳅科3种，占总数的15%；鲑亚科、虎鱼科、塘鳢科、鳉科、鲿科和鲇科各1种，各占6.4%。该泉域以鲤科鱼类为主要种群。

2.2 渔获物优势种

在坪上泉域滹沱河水泉湾、段家庄、红山崖、坪上桥及清水河胡家庄、耿家会、坪上以及两河交汇处8个采样点共采集渔1 413尾鱼，7 911.1g。渔获物的尾数和生物量中，前3位都是达里湖高原鳅Triplophysa dalaica、拉氏Phoxinus lagowskii、鲫Carassius auratus。

综合考虑渔获物中不同种类的个体数、生物量、出现频率和相对重要性指数（IRI）[17]，坪上泉域优势种鱼类共有4种，为达里湖高原鳅、拉氏、鲫鱼、泥鳅Misgurnus anguillicaudatus，占渔获物总个体数的79.69%，总生物量的88.02%；主要种共有4种，分别为麦穗鱼Pseudorasbora parva、济南颌须Gnathopogon tsinanensis、棒花鱼 Abbottina rivularis、中华鳑鲏Rhodeus sinensis，占渔获物总个体数的18.33%，总生物量的10.96%；常见种3种，一般种5种，占渔获物总个体数的1.98%，总生物量的1.01%（表 2）。

2.3 各采样点渔获物种类的差异

在坪上泉域滹沱河和清水河8个采样点所获的渔获物中，两河交汇处的渔获物种类最多，为12种；滹沱河坪上桥、段家庄、红山崖、水泉湾分别有11、10、9、7 种；清水河坪上、耿家会、胡家庄分别有6、3、3种。由表3可知，不同区域鱼类种类的相似性与生态环境的相似性相关。胡家庄与耿家会的SI为0.75，为极相似，而与其他各采样点的SI小于0.5，为中等不相似；清水河坪上与两河交汇处及滹沱河三个采样点的SI大于0.5，属于中等相似；两河交汇处与滹沱河各采样点的SI都接近于0.5，为中等相似；滹沱河段家庄、红山崖采样点的SI为0.73，接近极相似。

2.4 各采样点渔获物的多样性分析

坪上泉域8个采样点渔获物的平均多样性指数、均匀度指数和丰富度指数分别为1.68、0.59和0.89。其中段家庄的多样性指数和均匀度指数最高，两河交汇处丰富度指数最高。总体来看，滹沱河各采样点的多样性指数和丰富度指数都高于清水河。除清水河耿家会、胡家庄、坪上的均匀度指数低于平均值以下，其他采样点均在平均值以上。

表2 坪上泉域渔获物优势种Tab.2 The predominant species of fish in Pingshang Spring Field

表3 坪上泉域渔获物各采样点的区域差异Tab.3 The differences in regional species composition in catch at Pingshang Spring Field

表4 坪上泉域各采样点鱼类物种多样性指数Tab.4 Diversity index of fish species in sampling stations in Pingshang Spring Field

3 讨论

这次调查中，坪上泉域共采集到鱼类标本4目6科19种，鲤科鱼类为主要种类。泉域区域水温低，温度相对恒定，高原鳅和拉氏等小型鱼类的种类和数量较多，为该泉域的主要鱼类，经济鱼类的种类少、数量少。

从种类和数量上来看，坪上泉域的鱼类组成明显分为滹沱河和清水河两大区域。滹沱河自北而南穿过坪上泉域，处于该区间有38km[1]，从上游而来的河水，以及周围岩溶泉水的补给，致使该段水量较大，渔业资源较为丰富[7]。所以各采样点采集到的鱼类种类较多，其中鲫、济南颌须Gnathopogon tsinanensis、中华鳑鲏 Rhodeus sinensis、高体鳑鲏 R.ocellatus、黄颡鱼 Pelteobagrus fulvidraco、棒花鱼 Abbottina rivularis、条等鱼类只在分布滹沱河，而且鱼类种群数量也较大。清水河段因清水漏失胡家庄以上河段大部分为干谷，以下河段因泉水定期流出而成[1]，仅靠岩溶泉水补给。所以鱼类组成比较单一，所采集的鱼类主要是拉氏和达里湖高原鳅，数量也较少。

鱼种类的区域相似性分析表明，鱼类种类的相似性与生态环境的相似性相关。胡家庄与耿家会均在清水河水上主要由泉水补给水源，水量小，水温低，生态环境基本一致，鱼类组成简单，渔获物为极相似，清水河坪上与两河交汇处及滹沱河设置的三个采样点相连生态环境有一定的相似性，属于中等相似。而滹沱河段家庄、红山崖采样点相临均属于峡谷型河道[2]，鱼类组成相近，接近极相似。

多样性分析表明，滹沱河段鱼类的多样性指数大于多样性指数的均值，而清水河上个采样点的多样性指数均小于多样性指数的均值。滹沱河段的采样点处于滹沱河干流段，水量较大[2]，鱼类种类和种群相对丰富。清水河段的采样点属于滹沱河的支流，只靠周围岩溶泉水补给，河流流量较小[2]，鱼类种类较少，丰富度也低。滹沱河和清水河交汇处附近采样点的均匀度指数偏低，原因是两河交汇处水流川急、水域环境的稳定性相对较差，虽然鱼类种类数较多，丰富度指数最高，但是组成变化较大，均匀度指数偏低。而清水河水域的环境相对稳定，所以尽管鱼类的种类数少，但是鱼类的种类和数量比较稳定，尽管丰富度偏低，但均匀度指数相对较高。

水利工程和水体污染是影响坪上泉域鱼类资源的主要原因。根据近年水质检测，泉水中不仅铁超标，而且检出酚、氯化物、汞、镉、铅和三氮等有毒物，说明泉域已遭到轻度污染[18]。这些污染物不仅破坏坪上泉域的水质，还严重威胁泉域中鱼类的生存，像鲿科鱼类，乌苏里拟鲿Pseudobagrus ussuriensis、盎堂拟鲿 Pseudobagrus ondon Shaw、鲶 Parasilurus asotus等较大型鱼类只在下游盂县段有分布[7]。所以，为了更好地保护泉域的生态环境和生物的多样性，保证泉域鱼类资源的可持续发展，一定要加强泉域渔业资源的管理。目前坪上泉域已建立了水源保护区，加强了水源保护及排污水的治理，在加强水源地保护的同时，建议加大泉域鱼类资源保护力度，而关于岩溶泉域渔业资源保护的相关报道却很少，山西作为北方岩溶泉域分布大省[19]，需要进一步开展相关专项研究，为泉域生态敏感区渔类资源保护提供有效的技术方案。