湖南涟水流域鱼类多样性研究

舒薇薇 高 耶 侯婷娟 朱 熠 任美庆

(1 湖南食品药品职业学院，湖南 长沙 410208； 2 湖南省水文水资源勘测中心，湖南 长沙 410007；3 郴州水文水资源勘测中心，湖南 郴州 423000)

理解鱼类群落的时空格局与环境变量间关系是保护鱼类多样性的基础(Naiman et al, 2005; Rice, 2005)。淡水鱼类群落在河网上的空间变化受自然因素和人为活动干扰的共同影响(Allan, 2004; Kennard et al, 2006)。自然情况下，鱼类群落的时空格局受多尺度时空变量共同作用(Ostrand et al, 2002; Hoeinghaus et al, 2007)。土地利用变化、水体污染、筑坝等人类活动也会影响鱼类群落 (Allan, 2004; Yan et al, 2011; Freedman et al, 2014)。鱼类多样性的相关研究论述颇多，如塞罕坝自然保护区（杜兴兰等，2017）、珠海市重要湿地（赵顺等，2017）、九段沙湿地(朱敏，2018)、珠江水系广西段（帅方敏等，2020）和长江流域（于晓东等，2005）等，不同空间尺度上的研究为理解鱼类多样性空间格局及其影响机理，保护流域生物多样性提供理论基础。目前，尚未有涟水流域鱼类资源的相关报道，本研究拟弄清涟水流域内鱼类多样性的空间变化，为保护鱼类资源提供参考。

1 研究区概况

涟水为湘江中游一级支流(111°31′～ 112°53′E，27°12′～ 28°07′N)，流域面积7 155 km2，主要支流有湄江、孙水、侧水。涟水流域年平均气温17.5～18.5℃，多年平均降水量1 418.2 mm，属于亚热带季风湿润气候，降水集中于4—9月，汛期径流量占全年径流量的71%～78%。随着流域内经济社会的发展，部分河段水体污染较为严重，大型水利工程的修建又阻隔了河段间鱼类的迁徙洄游，对鱼类多样性和群落组成产生不利影响。考虑到站点空间均衡分布和河流、水库等不同生境类型，同时兼顾水府庙水库和洋潭引水坝对鱼类资源的影响，2020年10—11月，在涟水流域干流及主要支流侧水、湄水和孙水共设置13个站点(图1)，对流域鱼类资源进行调查。

图1 研究区域概况图Fig.1 sketch map of the study area

2 研究方法与数据分析

2.1 研究方法

参照《内陆水域渔业自然资源调查手册》进行鱼类资源调查，为保证监测结果的一致性， 13个监测点的鱼类采集方式及强度相同，均采用刺网和地笼相结合的方式。统计监测时段内全部渔获物的种类、数量和重量，所采新鲜标本在固定前进行拍照，记录鱼的形态特征，记录完成后选取典型样本浸入10%福乐马林溶液固定，个体较大的标本在胸鳍腋部和背部肌肉中注射适量固定液。标本主要依据《湖南鱼类志》和《湖南鱼类原色图谱》等资料进行种类鉴定。

按照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)和《水环境监测规范》(SL219-2013)要求，用2 L采水器在每个站点水流混合相对均匀的主流位置采集0.5 m水深处水样，水样低温保存，在24 h之内送回实验室进行pH值、电导率、溶解氧、溶解氧饱和度、五日生化需氧量、高锰酸盐指数、氨氮、总氮、总磷等常规水质指标的测定。

2.2 数据分析

根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)，选取相应类别标准，对各站点水质指标进行单因子评价。采用Shannon-Weiner多样性指数、Maggalef丰富度指数和Pielou均匀度指数计算各样点生物多样性，同时采用Jaccard's种类相似性指数计算样点间群落结构相似性。

3 结果与分析

3.1 涟水流域水环境质量

如表1所示，涟水洋潭坝上游干支流地表水水质介于II～III类，其中干流涟源站氨氮为0.684 mg/L，略高于II类水质标准值，为III类地表水，其余各站点常规水质指标均处于II类地表水。洋潭坝下游联盟、湘乡站、九仑3个站点水质均为V类，主要是由于总氮指标超标。

表1 涟水流域水环境监测结果Table 1 Monitoring results of water environment in lianshui Basin

3.2 涟水流域鱼类资源现状

监测共采集鱼类47种，隶属于5目14科36属，鱼类阶元分布见表2。其中，鲤形目鱼类最多，共36种，占比76.6%；鲈形目鱼类5种，占比10.65%；合鳃鱼目、攀鲈目和鰕虎目各2种，占比4.26%。

表2 涟水流域鱼类分类阶元分布Table 2 Distribution of fish taxonomic in Lianshui Basin

3.3 鱼类生物多样性

分析不同监测点鱼类的多样性指数(表3)发现，涟水上游涟源站、侧水十竹和双峰站、水府庙水库回水区为流域鱼类生物多样性高值区域，应列为生态敏感区域优先保护。其中，涟水上游涟源站优势种为鲫(Carassius auratus)、马口鱼(Opsariichthys bidens)和麦穗鱼(Pseudorasbora parva)；侧水十竹优势种为中华鳑鲏(Rhodeus sinensis)、兴凯鱊(Acheilognathus chankaensis)；双峰站优势种为䱗(Hemiculter leucisculus)、圆吻鲴(Distoechodon tumirostris)；水府庙水库回水区曾家排站优势种为麦穗鱼(Pseudorasbora parva)、鲫和花䱻(Hemibarbus maculatus)。湄江水体浑浊，龙凤断面仅监测到马口鱼和蓝鳃太阳鱼(Lepomis macrochirus)两种，段江断面处于无鱼状态。水府庙水库坝下干流各河段鱼类生物多样性总体偏低。

表3 涟水流域鱼类多样性指数统计Table 3 Fish diversity at different monitoring sites

3.4 鱼类群落的空间相似性

如表4所示，涟水流域各样点间鱼类群落相似性总体上处于极不相似水平，Jaccard's种类相似性指数值小于0.25。麻如塘和龙凤Jaccard's群落相似性指数值为0.33，处于中等相似水平，但两个断面鱼类种类均仅2种，群落相似性指数不具代表性。仅涟水上游涟源站与侧水上游十竹两个样点间，鱼类群落相似性指数值为0.32，属于中等相似水平。

表4 涟水流域Jaccard's种类相似性指数Table 4 Jaccard's species similarity index among different monitoring sites

4 讨论

Schlosser(1987)提出迁移－灭绝过程概念模型解释鱼类在河网纵向梯度变化：源头溪流河段水流情势高度变化、生存环境不稳定，鱼类群落随时间变化；下游河段和干流生境尺寸更大、环境条件更稳定，灭绝事件更少，鱼类多样性更大。我国阊江和青弋江1－3级溪流级别梯度下，鱼类物种数和个体数均呈上升趋势(严云志等, 2010)。在邻近的湖南澧水流域，鱼类物种数和多样性指数自上、中、下游呈显著上升趋势(刘良国等, 2013)。

由于涟水流域强度较高的人类活动干扰，导致本研究结果并不符合自然条件下鱼类种类多样性的空间分布规律。其中，自然河网连通性的丧失是淡水生物多样性最主要的威胁(Nilsson et al, 2005; Reidy et al, 2012)。大坝修建对于鱼类生境连通性和迁移格局具有长远威胁(Sa-Oliveira et al, 2015)，阻碍了鱼类到产卵场和索饵场的迁徙，造成水深、流速等生境改变和碎片化，导致本地物种消失和外来物种入侵(Hall et al, 2011；Reidy et al, 2012）。涟水流域水府庙水库及其下游洋潭坝造成上下游纵向连通性中断，导致干流下游生物多样性偏低，流域内各站点间鱼类群落相似性较低。

此外，水体污染也会影响流域内鱼类物种多样性，相关研究表明水质指标与鱼类多样性(焦珂伟等, 2015)、鱼类完整性指标(裴雪姣等, 2010)呈显著相关。干流下游水质均为V类地表水，水体污染是下游河段鱼类生物多样性偏低的原因之一。此外，尽管表1中湄江河段和娄底城区河段常规水质指标显示正常，但实地调查中发现湄江河段水体长时间处于十分浑浊状态，沿河煤矿洗煤作业导致大量悬浮物进入水体，长时间的浑浊水体会磨损鱼类体表黏液、堵塞鳃耙和鳃丝，降低鱼类的生长速率和对疾病的抵抗能力或者直接致死，影响产卵生境的适宜性和稳定性，严重威胁湄江河段鱼类的生存与繁殖(高耶等, 2017)。干流娄底城区段厂矿众多，河流底质多为污染较重的黑色淤泥质，水环境感官较差，水体污染导致涟水流域局部河段鱼类生物多样性受损严重。

在《长江保护法》颁布实行和“长江十年禁渔”的大背景下，流域内各级渔政部门加大了渔业捕捞的打击力度，有助于恢复局部河段渔业资源。在水府庙水库和洋潭引水坝等大型水利工程长期存在的情况下，鉴于河段间联通性和连续性对维持鱼类多样性的重要作用，应加大涟水干流上游和侧水的护渔力度，大力推进湄水水环境保护和治理，为鱼类生物多样性恢复创造更好的生境条件。