长江流域青海区域水生生物完整性评价

摘要：

依据《长江流域水生生物完整性指数评价办法（试行）》的要求和指标，通过梳理历史记录和文献，厘清了长江流域青海区域水生生物完整性评价的基准值；于2022年开展全面系统地野外调查，并对研究区域的水生生物完整性进行了评价。结果显示：长江流域青海区域鱼类种类基准值为20种，鱼类种类现状值为19种；长江在青海省境内的长江源河段、大渡河源河段，以及长江流域青海区域整体的水生生物完整性得分分别为88.22，82.67分和81.56分，完整性等级均为“良”。其中，长江源河段历史有记录以来的15种鱼类在此次调查中均被发现，反映长江源流域水生生物群落受人类干扰较少，重点保护物种完整。研究区域鱼类栖息地生境良好，但主要制约完整性的因素是水电站对河流的阻隔、外来物种入侵和关键物种川陕哲罗鲑的缺失。研究结果可为全面评估长江水生态完整性提供青海区域的基础数据，还可为科学评估长江十年禁捕成效、针对性开展水域生态修复提供科学依据。

关" 键" 词：

水生生物； 生物多样性； 生物完整性； 珍稀濒危物种保护； 水生态； 青海省； 长江流域

中图法分类号： X176

文献标志码： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.07.007

收稿日期：

2023-08-31

；接受日期：

2023-10-16

基金项目：

中国博士后科学基金第69批面上项目（2021M693373）;青海省科技计划项目（2022-ZJ-936Q）;长江青海段水产种质资源保护区水生生物资源本底调查项目（E039831D01）;长江黄河青海段水生生物完整性指数评价及资源评估项目（E239421D01）;青海省昆仑英才——创新创业人才计划资助项目（青人才字〔2020〕18号）

作者简介：

王贺崐元，男，助理研究员，博士，主要从事保护生物学、景观生态学研究。E-mail：wanghekunyuan@189.cn

通信作者：

赵" 凯，男，研究员，博士，主要从事高原鱼类系统发育与基因组学研究。E-mail：zhaokai@nwipb.cas.cn

Editorial Office of Yangtze River. This is an open access article under the CC BY-NC-ND 4.0 license.

文章编号：1001-4179（2024） 07-0053-06

引用本文：

王贺崐元，刘思嘉，田菲，等.

长江流域青海区域水生生物完整性评价

［J］.人民长江，2024，55（7）：53-58.

0" 引 言

2021年3月1日起《中华人民共和国长江保护法》正式实施，该法明确规定“长江流域省级人民政府建立长江流域水生生物完整性指数评价体系，并将结果作为评估长江流域生态系统总体状况的重要依据”。据此，农业农村部制定了《长江流域水生生物完整性指数评价办法（试行）》（以下简称《评价方法》），旨在通过统一、标准化方法对长江流域水生生物完整性进行评价，反映长江流域水生生物完整性实际状况。

《评价办法》将长江水域划分为9个江段，长江源和大渡河是其中之一。本研究选择长江源和大渡河源作为研究区域。长江源江段即长江通天河以上河段，该流域按地理区划全部位于青海省境内，是一个独立的地理评价单元。大渡河源江段包含长江支流大渡河在青海省境内的河段，含大渡河源头及其支流杜柯河和克柯河。

长江流域青海区域地处青藏高原腹地，海拔高，自然环境恶劣，鱼类在长期适应过程中形成了以裂腹鱼亚科和条鳅亚科为青藏高原代表性物种的独特水生生物地理单元［1-2］。长江流域青海区域鱼类被列入《中国脊椎动物物种红色名录》或《IUCN物种红色名录》濒危或易危物种共计10个，占总物种数的50.0%，远高于长江上游平均值27.6%［3］，水生生物保护意义重大。结合《长江保护法》的落实，水生生物完整性评价将为研究区域水生生物保护和水域生态修复提供科学的数据支撑，还将为2021年1月起已实施的长江十年禁捕工作提供全面可靠的区域基础数据。

本研究依托青海省农业农村厅《长江青海流域水生生物完整性指数评价》项目，遵循《评价办法》的要求，梳理历史记录和文献，厘清表征研究区域水生生物历史最佳状态的基准值；于2022年开展全面系统的水生生物野外调查，获取评价各指标所需数据；围绕鱼类状况、重要物种状况和生境状况三大内容及不同的评价指标，通过计算赋分评估当前长江流域青海区域水生生物完整性状况。

1" 材料和方法

1.1" 研究区域

研究区域覆盖了长江在青海省的两大水域，一是长江源河段，包括通天河、楚玛尔河、当曲和沱沱河（图1（a）），二是长江重要支流大渡河源河段，含干流大渡河源头、支流杜柯河和克柯河（图1（b））。根据《评价办法》，此次完整性指数评价将针对长江源、大渡河源及长江流域青海区域整体3个体系分别开展。

注：黑点代表采样点（n=20），灰色线条为省界，采样点编号以数字标注。

1.2" 采样方法

野外调查的时间为2022年的6～9月，共选取20个采样点（图1），在省级渔业渔政主管部门颁发的《水生野生动物特许捕捉证》（批准文号：青水野捕字〔2022〕4号）许可下开展。使用4个地笼（8 m×0.4 m×0.4 m×2和3 m×0.3 m×0.3 m×2）、2张3层定置

刺网（网片50 m×1 m）进行样品采集。分类与鉴定参考《青藏高原鱼类》［1］《中国动物志-硬骨鱼纲鲤形目》［4］和FishBase数据库［5］。

经标本采集、统计渔获物组成、测量鱼体体长、体重等生物学性状，采集渔获物尾鳍组织0.5 g固定于95%酒精溶液，随后放生渔获物至原水域。本研究的证明标本保存于中国科学院西北高原生物研究所自然博物馆。

1.3" 水生生物完整性评价

1.3.1" 评价指标的筛选

《评价办法》要求的候选指标包括鱼类状况（M1～M7）、重要物种状况（M8～M10）和生境状况（M11～M14）三大内容共14个指标（表1）。

《评价办法》强调，评价工作要结合区域实际，科学合理设定评价指标、基准值及赋分原则。因此，本研究选择了在长江流域青海区域具有适用性的10项评价指标（表2）［6］。其余4项未选择的原因是：M7洄游性鱼类指标适用于长江口，M14营养状况指标适用于湖泊和水库，M2资源量指标需要统计历史渔业资源量作为基准值，M9区域代表物种需要统计有传统渔业价值物种（如四大家鱼）个体数作为基准值，由于长江流域青海区域未进行大规模渔业资源捕捞开发［7］，有记录的资源量和个体数统计仅存在于长江金沙江段及其下游［8］，在研究区域内，M2资源量和M9区域代表物种指标个体数基准值无法准确统计。因此，本研究选择10项指标符合《评价办法》的要求，能够反映研究区域水生生物完整性实际状况。

1.3.2" 基准值的确定

根据《评价办法》，基准值以水生生物有记录的历史最佳状态和专家评估确定［9］。历史记录主要查阅文献《中国动物志-硬骨鱼纲鲤形目》［4］和《青藏高原鱼类》［1］，以及武云飞等于1966～1973年在青海玉树和果洛地区鱼类调查的数据［2］，并参考后期总结整理的青海长江流域鱼类名录［10-11］。以上历史资料主要来源于20世纪60～80年代的大规模野外调查，此时研究区域水生生物基本未受人类干扰，可代表研究区域水生生物历史有记录的最佳值。同时，为进一步确保基准数据的可靠性，省渔业渔政部门组织5位相关领域专家进行了评估，并最终确定研究区域土著鱼类物种数的基准值为20种（附录1）。

1.3.3" 评价指标的计算

本文1.3.3至1.3.5小节中所有计算公式和阈值与《评价办法》一致。计算方法可分为3类：基准值占比法、基准值偏离度法和直接计算法。

（1） 基准值占比法：通过现状值和基准值的比值大小确定指标的基准值占比（VMi），计算公式见式（1）。

VMi=NMi/HMi × 100%

（1）

式中：VMi是第Mi个指标的值，NMi是该指标的现状值，HMi是该指标的基准值。

（2） 基准值偏离度法：通过现状值与基准值绝对偏差的百分比确定指标的偏离度（ΔVMi），计算公式见式（2）。

ΔVMi=|NMi-HMi| / HMi×100%

（2）

（3） 直接计算法：直接计算百分比。

1.3.4" 评价指标的得分

使用《评价办法》要求的阈值对评价指标进行赋分（GMi）。使用公式（3）计算鱼类状况、重要物种状况和生境状况三大类别指标的得分SI，满分为100分。

SI=min20×GMi，20×G′Mi

（3）

式中：GMi为第i个评价指标的得分，1≤GMi≤5；G′Mi为限制性指标的得分。

1.3.5" 评价等级的划分

计算三大类别指标得分SI的平均分，确定长江青海段水生生物完整性指数得分S。根据S得分情况，将完整性指数评价等级分为6级，依次为“优”（90≤S≤100）、“良”（80≤Slt;90）、“一般”（60≤Slt;80）、“较差”（40≤Slt;60）、“差”（20≤Slt;40）、“无鱼”（0≤Slt;20）。

各项完整性指标使用研究团队自主开发的“长江流域水生生物完整性分析软件”（计算机软件著作权登记号：2023SR0546203）计算。该软件以Python计算机语言的NumPy科学计算包作为底层逻辑，集成多时空尺度过滤器，将完整性评价的各类算法进行融合，以实现数据的批处理、自动化运算过程。为了确保准确性，经手工计算交叉检验，软件自动运算与手工计算的结果一致。

2" 结果分析

2.1" 鱼类组成

本次评价在长江流域青海区域记录到土著鱼类19种，与历史最佳状态相比，仅鲑科的川陕哲罗鲑1种未被发现，隶属2目（鲤形目、鲶形目）3科（鳅科、鲤科、鮡科）7属（高原鳅属、裂腹鱼属、叶须鱼属、裸裂尻鱼属、高原鱼属、石爬鮡属、鮡属）。鲤形目为优势类群，鳅科（条鳅亚科）和鲤科（裂腹鱼亚科）为优势科，含鳅科9种、鲤科8种、鮡科2种。

2.2" 完整性指数评价结果

完整性评价采取长江源和大渡河源分别评价，以及研究区域整体评价的办法，从不同角度反映水生生物完整性实际状况。每项水生生物完整性指标值及指标得分结果见表3，在各项指标的基础上计算鱼类状况、重要物种状况和生境状况三大评价内容得分见表4。结果表明，长江源鱼类状况、重要物种状况和生境状况的得分分别是76.00分、100.00分、88.67分，完整性最终得分为88.22分，完整性评价等级为“良”。大渡河源鱼类状况、重要物种状况和生境状况的得分分别是68.00分、80.00分、100.00分，完整性最终得分为82.67分，完整性评价等级为“良”。研究区域整体鱼类状况、重要物种状况和生境状况的得分分别是56.00分、100.00分、88.67分，完整性最终得分为81.56分，完整性评价等级为“良”。结果显示，长江禁捕初期，长江源、大渡河源和研究区域整体的水生生物完整性等级保持一致，均为“良”。长江源、大渡河源和整体的鱼类保有情况良好，鱼类栖息地情况较好。对完整性的关键限制因子是外来入侵物种和营养结构，以上2个指标均出现了得分为0分的情况。

3" 讨 论

按《评价办法》要求，长江流域水生生物完整性指数每年评价一次，评价数据以评价年份监测数据为主。由于2021年完整性评价结果与2022年一致，因此本文只针对2022年的结果进行了报道。

此次评价通过大量历史资料查阅和专家论证，明确了长江流域青海区域历史鱼类种类数为20种，可作为长江十年禁捕成效评价的历史最佳状态基准值。基准值即为水生生物完整性满分100分时的状态，代表了水生生物群落在没有人类干扰情况下的理想状态。现状值与满分100分的差值，即可定量表征水生生物完整性受人类干扰的影响程度。长江禁捕初期和长江禁捕十年后的水生生物完整性差值（在较短时间范围内，群落演替和物种进化对完整性的影响可忽略不计），即可定量表征长江十年禁捕对水生生物的保护成效。长江源、大渡河源和整体的完整性得分均介于80～90分之间，完整性等级均为“良”，直接表明长江流域青海区域水生生物受人类干扰较少、重点保护物种完整、栖息地生境良好。

在长江流域青海区域历史有记录的20种鱼类中，本次调查发现了19种，其中10种重点保护鱼类中的9种被发现，仅川陕哲罗鲑1种未被发现。自2018年青海省人民政府发布《关于加强长江青海段水生生物保护工作的实施意见》之后，长江流域青海区域禁捕工作已全面实施，这无疑成为该流域水生生物完整性的有力保障。另外，相对长江其他区域，虽然青海区域鱼类物种组成较为简单，但珍稀濒危物种数比例高达50%［3］，今后对长江流域青海区域的水生生物保护工作仍将是长期任务。

评价区域水生生物完整性失分的原因主要有两点。一是外来入侵物种，虽然只在长江源记录到了外来入侵物种1种2尾，但由于研究区域鱼类总种类数少，即使只记录到1种，外来入侵物种的种类数比例（5%）也会超过《评价办法》的阈值4%，使得该指标的赋分为0分。二是作为顶级捕食者的川陕哲罗鲑在原分布区大渡河源的缺失，通常认为会直接降低生态系统抵抗力和恢复力的稳定性［12-13］，因而在评价体系中使得种类数、优势科、营养结构和重点保护物种等4项指标得分降低。此外，水电站对河流的阻隔虽然并未直接影响完整性得分，但对川陕哲罗鲑洄游通道的阻断，是影响完整性的间接因素［14］。

4" 对 策

《评价办法》指出要将评价结果作为评估长江流域生态系统总体状况的重要依据。本次评价采用了统一、标准化的方法，反映出长江十年禁捕初期青海区域水生生物完整性实际状况，为今后针对性地开展流域水生生物及其栖息生境保护与修复提供科学依据［15］。为此，在对评价结果各指标情况深入分析的基础上，提出了今后针对性的保护与修复措施。

（1） 防止外来物种入侵。本次野外调查在长江源通天河发现了外来物种鲫，经广泛调研表明可能是民间放生活动导致。针对民间放生活动，在2020年青海省政府已经出台了《关于规范水生生物增殖放流和民间放生活动的通告》，对放生活动的物种作了明确限定，降低外来物种入侵风险。《评价办法》对外来入侵物种的定义与环境行业标准HJ 624-2011《外来物种环境风险评估技术导则》有所差异，今后，可利用环境DNA监测、物种分布模型、遗传多样性监测等先进技术手段［16］，构建外来入侵物种监测与风险评价预警体系，通过预警即时采取相应措施。

（2） 保护川陕哲罗鲑极小种群，以就地保护和迁地保护相结合的形式，重引入川陕哲罗鲑，重建其栖息地。目前，已在大渡河上游的玛柯河成立青海省川陕哲罗鲑救护中心，2022年8月在青海省班玛县增殖放流川陕哲罗鲑16尾，通过人工增殖的方式保护和恢复川陕哲罗鲑极小种群。另外，青海省政协也已于2022年提出了在玛柯河仁钦果水电站修建川陕哲罗鲑过鱼通道的议案［17-18］，目前已进入论证设计阶段。

5" 结 语

此次评价通过历史文献查阅和专家论证，厘清了长江流域青海区域水生生物完整性评价的基准值，通过野外调查和数据分析，系统地评价了研究区域水生生物资源及其栖息生境状况，明确了长江十年禁捕初期研究区域水生生物完整性实际状况。研究结果为全面评估长江水生生物完整性提供客观的青海区域基础数据，还将为科学评估长江十年禁捕成效、针对性开展水域生态修复提供科学理论支撑。

致" 谢

感谢青海省各级渔业渔政管理部门对本研究工作的支持。

参考文献：

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［5］" FROESE R，PAULY D.FishBase［DB/OL］.（2022-08-01）［2023-08-31］.https：∥fishbase.se/search.php.

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［16］" WANGHE K，GUO X，AHMAD S，et al.FRESF model：an ArcGIS toolbox for rapid assessment of the supply，demand，and flow of flood regulation ecosystem services［J］.Ecological Indicators，2022，143：109264.

［17］" 薛守宁.沙坪二级水电站鱼道工程过鱼效果研究［J］.人民长江，2022，53（增2）：42-46.

［18］" WANGHE K，GUO X，WANG M，et al.Gravity model toolbox：an automated and open-source ArcGIS tool to build and prioritize ecological corridors in urban landscapes［J］.Global Ecology and Conservation，2020，22：e01012.

（编辑：黄文晋）

Aquatic biology integrity assessment of Qinghai region in Changjiang River Basin

WANGHE Kunyuan1，LIU Sijia1，TIAN Fei1，LI Kemao2，Cichengpucuo3，ZHAO Kai1

（1.Qinghai Key Laboratory of Animal Ecological Genomics，Northwest Institute of Plateau Biology of Chinese Academy of Sciences，Xining 810000，China；" 2.Qinghai Provincial Fishery Technology Extension Center，Xining 810000，China；" 3.Yushu Prefecture Agriculture and Animal Husbandry Comprehensive Administrative Law Enforcement Supervision Bureau，Yushu 815099，China）

Abstract：

According to the requirements and indexes of the Evaluation Method of Aquatic Biological Integrity Index in the Yangtze River Basin，the base value of aquatic biological integrity evaluation in the Qinghai region of the Changjiang River Basin was first clarified.We conducted comprehensive fieldwork to detect the aquatic biodiversity in the Qinghai region in the Changjiang River basin in 2022.The results indicated that the base value of the fish species number was 20，and the current fish species number was 19.The aquatic biological integrity scores of the source reach of the Qinghai region in Changjiang River，the source reaches of Dadu River，and the whole Qinghai region in the Changjiang River basin was 88.22，82.67，and 81.56 points，respectively，and all of the integrity levels were “good”.Among them，15 species of fish ever recorded in the Changjiang River source were all found in this survey，reflecting that the aquatic community in the Changjiang River Source Basin was less disturbed by human beings，and the key protected species were intact.The fish habitat in the study area was good，the main factors restricting the integrity were the barrier of hydropower stations to the river，the invasion of exotic species，and the loss of the key species of hucho bleekeri.The research results can provide basic data for the comprehensive evaluation of the water ecological integrity of the Qinghai region in the Changjiang River，and can also provide a scientific basis for the scientific evaluation of the effectiveness of the 10-year fishing ban in the Changjiang River and the targeted ecological restoration of the waters.

Key words：

aquatic biology； biodiversity； biology integrity； conservation of endangered species； water ecology； Qinghai Province； Changjiang River Basin

附录1" 长江青海流域鱼类名录、水生生物完整性的基准值和现状值