于桥水库鱼类种类组成及其多样性
2021-07-24吴会民姜巨峰孟一耕李文雯蔡超郭姝蕴杨华付志茹王健谷德贤
吴会民,姜巨峰,孟一耕,李文雯,蔡超,郭姝蕴,杨华,付志茹,王健,谷德贤
(天津市水产研究所,天津 300221)
于桥水库位于天津市蓟县城东4 km 蓟运河左支流州河上游出山口处,北纬40°20',东经117°25',是一座山谷型盆地水库,南靠翠屏山,北依燕山,东临峦河水系,南界还乡诸河,流域东西长33 km,南北宽50 km,流域面积2 060 km2。于桥水库属暖温带大陆性季风型半湿润气候,多年平均气温11.5℃,年温差可达31.5℃,年降水量590 mm 左右,蒸发量1 000 mm、无霜期194 d[1-4]。于桥水库是天津市重要饮用水水源地和引滦入津工程的大型调蓄水库。作为引滦入津工程的调蓄水库,总库容15.59×108m3,兴利库容为3.85×108m3,正常蓄水位21.16 m(大沽),正常蓄水位水面面积86.8 km2,平均水深4.5 m[5]。每年向天津市区供水1×1010m3。作为引滦入津的重要调蓄水库,地表汇水是于桥水库主要的来水途径,由本流域地表径流汇水和引滦输水两部分组成,设计引水量为1×1010m3,夏季主要受纳本流域的径流汇水,其他季节则主要受纳来自大黑汀水库的滦河水。于桥水库有沙河、黎河和淋河3 条主要河流汇入,多年平均入库水量为4.2×109m3[6]。
鱼类是水生生态系统的重要组成部分和健康状况的指示作用[7],在水生态系统的物质循环与能量流动中发挥着重要作用,能反应水体营养水平的长期变化[8]。在湖库富营养化治理中,鱼类还是重要的生物操纵对象[9,10]。因此,了解鱼类群落结构特征是开展湖库渔业和环境管理的重要基础[11]。
关于于桥水库水质方面的研究比较多,但是,关于其鱼类资源的研究却很少。1976 年南开大学和天津市水产研究所联合调查了于桥水库渔业生物学基础[12]。1980 年韩祯锷[13]等分析了于桥水库的鱼类区系。之后,再没有人对于桥水库的鱼类组成做过系统的研究。本研究通过调查于桥水库现在的鱼类组成,并与已有的研究结果进行比较,以期为于桥水库的鱼类资源保护和综合利用提供依据。
1 材料与方法
1.1 调查方法
2016—2018 年利用流刺网、定置刺网、撒网、地笼、罾网及饵钩等渔具在每年4—11 月多次采集于桥水库的鱼类。采集的鱼类迅速运回实验室,按《鱼类分类学》等,依据鱼的形态特征和生物学测定及分析鉴定种类。
1.2 数据分析
鱼类生物多样性分析采用Pielou 均匀度指数(J)、Margalef 丰富度指数(R)、Simpson 优势度指数、Shannon-Weiner 多样性指数(H')和相对多度(Relative density,RD)等指标进行分析[14,15],具体计算公式如下:
(1)Shannon-Weiner 多样性指数(H'):
(2)Pielou 均匀度指数(J'):J'=H/lnS;
(3)Margalef 丰富度指数(D):D=(S-1)/lnN;
(5)相对多度[16]:RD=ni/N×100%。
式中:S 为种类数,ni为样品中第i 种生物的个体数,N 表示所有物种总个体数。相对多度等级划分:优势种10%以上,常见种1%~10%。
2 结果与分析
2.1 鱼类区系分析
2016—2018 年共调查到5 目10 科24 种鱼,其中鲤形目2 科15 种,包括鲤科8 亚科14 种,鳅科1种;鲇形目2 科2 种;鲈形目3 科4 种;鲑形目2 科2 种;合鳃目1 科1 种(表1)。
表1 于桥水库鱼类组成名录Tab.1 Total list of fish composition in Yuqiao Reservior
2.2 生态类型
于桥水库鱼类生态类型按栖息空间划分,有底栖性鱼类、中上层鱼类、中下层鱼类(图1),其中,底栖性鱼类最多,包括鲤、鲫、棒花鱼、花鳅、黄颡鱼、黄鳝、小黄鱼、鳜、乌鳢、黄尾鲴和波氏吻虎鱼,占总数的45%;其次为中上层鱼类,包括池沼公鱼、大银鱼、鳙、鲢、红鳍鲌、中华鳑鲏、条、翘嘴红鲌和南方马口鱼,占总数的38%;中下层鱼类包括鲶、麦穗鱼、团头鲂、草鱼,占总数的17%。按摄食类型划分,有杂食性、植食性、肉食性和鱼食性四类(图2)。棒花鱼、鲤、鲫、中华鳑鲏、条、花鳅、池沼公鱼、黄颡鱼、小黄鱼,既摄食动物性食物也摄食植物性食物,为典型的杂食性鱼类,占总种数的37%;草鱼、鲢、团头鲂、黄尾鲴和麦穗鱼以水草和浮游植物为食,为植食性鱼类,占总种数的21%;鳙、黄鳝、波氏吻虎鱼、南方马口鱼和大银鱼主要以甲壳动物、软体动物、浮游动物或水生昆虫等为食,为肉食性鱼类,占总种数的21%;鳜、乌鳢、红鳍鲌、翘嘴红鲌和鲶为食鱼性鱼类,占总种数的21%。
图1 于桥水库鱼类栖息类型Fig.1 Habit types of the fishes in Yuqiao Reservior
图2 于桥水库鱼类摄食类型Fig.2 Feeding types of the fishes in Yuqiao Reservior
2.3 鱼类物种多样性现状
于桥水库鱼类群落的Shannon-Wiener 多样性指数为3.47,Pielou 均匀度指数为1.09,Margalef 丰富度指数为3.10,Simpson 优势度指数为0.13。优势种为鲫、翘嘴红鲌和黄颡鱼。常见种为麦穗鱼、池沼公鱼、鲤、条、红鳍鲌、鲶、小黄鱼、银鱼、棒花鱼、乌鳢、中华鳑鲏等。总体来说,于桥水库鱼类种类较丰富,但是水质也出现了污染。
3 讨论
于桥水库鱼类以鲤形目鲤科的亚科为主,区系组成相对简单,呈现出典型的古北界(palaearctic realm)特点,在动物地理区划上属华东区的河海亚区[14]。这一特点与于桥水库水体的可承载力相对较小、流域面积小等因素有关。于桥水库无特有种,广布种多,库区内存在的鱼类基本上为我国东部黄河以北或更广泛地区较常见的种类,如棒花鱼、麦穗鱼等[17]。
胡忠军[14]等2010 年报道的青草沙水库Shannon-Wiener 多样性指数为1.132,Pielou 均匀度指数为0.689,Margalef 丰富度指数为1.260,Simpson 优势度指数为0.414。2010 年高孜娟[21]等报道,西泉眼水库鱼类的Shannon-Wiener 多样性指数为0.137~0.213,Pielou 均匀度指数为0.040~0.063。于桥水库除优势度指数低于青草沙水库外,其余各多样性指数均高于青草沙水库和西泉眼水库,这说明于桥水库的鱼类种类比较丰富。
于桥水库现调查到24 种鱼,与1976 年南开大学和天津市水产研究所联合调查[8]结果相比,新增6 种鱼类,其中鲤形目2 种,鲈形目1 种,鲑形目2种,合鳃目1 种,分别为团头鲂、黄尾鲴、小黄鱼、大银鱼、池沼公鱼和黄鳝;消失10 种,其中鲤形目鲤科9 种,刺鱼目1 种,分别为鳡Elopichthys bam-
busa Rieharelson、赤眼鳟Squaliobarbus curriculus Riehardson、似Toxabramis swinhonis Giinther、贝氏条Hemieulter bleekeri Warphchowsky、逆鱼Acanthobrama simoni Bleeker、花Hemibarbus maculates Bleeker、斑条刺鳑鲏Aeanthorliodeust aenianalis Giinther、兴凯刺鳑鲏Aeanthorhodeus taenianalis、宽鳍Zacco platypus 和中华多刺鱼Pungitius sinensis Guiehenot。新增的6 种鱼中,杂食性、肉食性和植食性各2 种,没有食鱼性的。消失的10 种鱼中,食鱼性1 种,肉食性3 种,杂食性4 种,植食性2 种。因此,与1976 年相比,于桥水库的鱼类组成的变化是食鱼性鱼类减少1 种,杂食性鱼类减少2 种,肉食性鱼类减少2 种,植食性鱼种类数量没有变化。水域生境的改变导致不适宜生存的种类的灭绝,是鱼类种类组成及其群落结构变化的主要因素。比如,中华多刺鱼的消失可能与其有筑巢护卵习性有关。繁殖季节,中华多刺鱼要筑巢护卵,其巢穴的构筑要有所依托,一般构筑在桥墩、水中砾石、沉水植物等处,但是现在的于桥水库几乎没有桥墩、水中砾石、沉水植物等,可能导致了中华多刺鱼的消失[18]。水库中新种类出现多是人为所致,人工移植和常年增殖放流等。1993—1995 年蓟县水产局和天津市水产技术推广站曾连续三年向于桥水库移植池沼公鱼,使之不仅在这里安家落户,并且繁育了后代,形成了种群[19]。于桥水库近年进行的增殖放流活动,增加了水库草鱼、鲢、鳙、细鳞斜颌鲴的生物量。因为,草鱼、鲢、鳙等产漂浮性卵的鱼类不能在水库自然繁殖,现有的种群也系引入[20]。
从栖息空间来看,于桥水库鱼类组成中底栖鱼类种类最多,其次为中上层鱼类,中下层鱼类最少;按摄食类型划分,杂食性鱼类最多,植食性鱼类、肉食性鱼类和食鱼性鱼类比例相同。这与西泉眼水库鱼类组成基本相同[21]。肉食性鱼类和杂食性鱼类都会捕食浮游动物。浮游动物处于食物链的中间环节,其中哲水蚤、剑水蚤中大部分种类的无节幼体和枝角类的大部分种类都以藻类为食,而近几年于桥水库出现了明显的富营养化现象,大量藻类繁殖,严重影响了于桥水库生态系统的稳定性。
针对于桥水库出现的水质富营养化和水生态结构不合理的问题,建议:(1)继续加强渔业管理,严格执行禁渔休渔、生态补偿机制;(2)继续进行本底调查,科学增殖放流。坚持每年调查于桥水库资源,根据调查结果优化增殖放流方案,规范社会团体和个人水生生物放生行为;(3)强化多样宣教,坚持严格管控。定期深入渔村,开展渔业法律法规专题宣传,倡导依法依规捕捞。利用当地报纸、电视、网络等媒介,大力宣传爱渔护渔先进事迹,曝光违法捕捞行为,积极引导社会正面舆论[22,23]。