基于水聲學(xué)探測的香溪河魚類資源時(shí)空分布特征評(píng)估

連玉喜黃 耿Ma?gorzata Godlewska李 翀趙修江葉少文李鐘杰

(1. 中國科學(xué)院水生生物研究所, 武漢 430072； 2. 中國科學(xué)院大學(xué), 北京 100049； 3. 波蘭科學(xué)院國際研究所生態(tài)水文學(xué)歐洲區(qū)研究中心, 羅茲 90364, 波蘭； 4. 中國長江三峽集團(tuán)公司科技環(huán)保部, 北京 100038)

基于水聲學(xué)探測的香溪河魚類資源時(shí)空分布特征評(píng)估

連玉喜1,2黃 耿1,2Ma?gorzata Godlewska3李 翀4趙修江4葉少文1李鐘杰1

(1. 中國科學(xué)院水生生物研究所, 武漢 430072； 2. 中國科學(xué)院大學(xué), 北京 100049； 3. 波蘭科學(xué)院國際研究所生態(tài)水文學(xué)歐洲區(qū)研究中心, 羅茲 90364, 波蘭； 4. 中國長江三峽集團(tuán)公司科技環(huán)保部, 北京 100038)

為了掌握三峽水庫香溪河魚類資源時(shí)空分布特征, 2013年5月和11月運(yùn)用Simrad EY60型分裂波束回聲探測儀在香溪河進(jìn)行了水聲學(xué)探測, 輔以常規(guī)漁獲物分析方法。漁獲物調(diào)查共發(fā)現(xiàn)魚類7科41種, 其中似鳊、貝氏、、銀和蛇等小型魚類在數(shù)量上占據(jù)優(yōu)勢地位。水聲學(xué)探測結(jié)果表明, 香溪河春季魚類密度顯著高于秋季, 采用加權(quán)平均法求得 2013年 5月和 11月探測的魚類密度分別為 53.4和 15.4 ind./ 1000 m3。魚類資源在空間上不均勻分布, 從高嵐河至香溪河口魚類密度逐漸降低； 在垂直方向上, 春季和秋季水聲學(xué)探測的魚類密度顯示出相同的趨勢, 即表層＞中層＞底層。在運(yùn)用魚類生物操縱改善水質(zhì)途徑方面, 建議通過壯大肉食性魚類種群來控制小型魚類資源量, 同時(shí)通過增殖放流鰱、鳙以加強(qiáng)對(duì)浮游植物的濾食作用。

香溪河； 漁業(yè)水聲學(xué)； 魚類資源量評(píng)估； 魚類空間分布

水利工程的建設(shè)和運(yùn)行是人類對(duì)河流最為顯著的影響之一, 不僅改變了流域的無機(jī)環(huán)境, 還會(huì)對(duì)生物群落帶來一系列影響[1]。三峽大壩的建設(shè)和運(yùn)行, 改變了三峽庫區(qū)的生態(tài)環(huán)境, 包括水文環(huán)境、魚類群落等。支流是三峽水庫的重要組成部分, 要評(píng)估三峽大壩對(duì)庫區(qū)魚類群落帶來的影響, 必須涉及支流。香溪河是三峽庫區(qū)一級(jí)支流中距離三峽大壩最近的河流, 因此研究香溪河魚類群落對(duì)于評(píng)估三峽大壩的生態(tài)影響具有十分重要的意義。

此外, 在三峽大壩竣工蓄水后, 香溪河流速降低, 稀釋降解污染物的能力被削弱, 以及淹沒區(qū)營養(yǎng)物質(zhì)的釋放等, 使得營養(yǎng)負(fù)荷急劇升高, 局部水域暴發(fā)水華, 水環(huán)境的惡化直接威脅到香溪河沿岸乃至長江中下游居民的用水衛(wèi)生安全[2—4]。運(yùn)用生物操縱的手段, 通過魚類來控制浮游植物的大量增殖被認(rèn)為是治理水華的理想手段之一[5], 但其前提是明確水體中的魚類資源狀況。目前有關(guān)香溪河魚類資源的研究較少, 并且主要著眼于魚類群落的種類組成[6,7], 缺乏對(duì)魚類資源及其分布狀況的了解,因此, 有必要展開這方面的研究。

運(yùn)用水聲學(xué)探測法調(diào)查魚類資源具有高效快捷,不損傷調(diào)查對(duì)象的優(yōu)點(diǎn), 在國內(nèi)外魚類大水面資源調(diào)查中得到廣泛的應(yīng)用[8—11]。在三峽的一些重要支流的魚類資源評(píng)估中也進(jìn)行過成功嘗試[12,13]。本研究擬采用水聲學(xué)探測和漁獲物調(diào)查相結(jié)合的手段,評(píng)估香溪河魚類資源的時(shí)空分布特征, 以期為評(píng)估三峽大壩的生態(tài)影響, 以及為香溪河改善水質(zhì), 采取合理的生物操縱途徑提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 研究地點(diǎn)

香溪河發(fā)源于神農(nóng)架山脈南麓, 自然落差1540 m,為峽谷型河流。擁有九沖河、古夫河、高嵐河三條主要支流, 由北向南貫穿興山縣全境, 于秭歸縣香溪鎮(zhèn)匯入長江, 干流全長94 km, 流域面積3099 km2[14]。

1.2 水聲學(xué)探測方法

儀器設(shè)備 水聲學(xué)探測設(shè)備為 Simrad EY60型分裂波束回聲探測儀, 換能器頻率為 120 kHz,–3dB波束寬為7°。調(diào)查時(shí)功率設(shè)定為100 w, 脈沖寬度選擇 128 μs, 以最快的頻率發(fā)射脈沖(約為10 pings/S)。

GPS導(dǎo)航儀為Garmin GPSmap 60CSx型, 數(shù)據(jù)采集采用配套軟件ER60, ER60軟件實(shí)時(shí)采集GPS導(dǎo)航儀中的地理坐標(biāo)數(shù)據(jù), 與回聲探測儀數(shù)據(jù)一起儲(chǔ)存。

調(diào)查船只為鐵質(zhì)漁船, 全長13 m, 寬2.1 m, 功率14.7 kw, 水聲學(xué)探測時(shí)航速為8—10 km/h。

探測區(qū)域及路線 探測區(qū)域?yàn)楦邖购訁R入香溪河前的河段, 長度約為2 km, 以及香溪河從峽口鎮(zhèn)大橋至香溪河口的河段(N 30.960745°—N 31.122706°, E 110.746355°— E 110.800157°)(圖1)。兩次探測時(shí)間分別為2013年5月22日19:40—23:00, 2013年11月15日20:20—24:00。由于探測水域河面狹長, 并且有過往的航運(yùn)船只, 為安全起見, 探測時(shí)采用“之”字形航線, 每次的探測航程約為25 km。超聲波換能器固定于船體右側(cè), 距離船首約1/3船長, 位于水面以下約 0.5 m, 調(diào)整角度使聲波主軸垂直向下。探測前對(duì)設(shè)備進(jìn)行校正[15], ER60數(shù)據(jù)采集程序的環(huán)境水溫通過YSI 6600V2測得。

1.3 水環(huán)境因子測量

環(huán)境因子數(shù)據(jù)通過YSI 6600V2測得, 測量指標(biāo)包括水溫、pH、溶氧、電導(dǎo)率、濁度、葉綠素等。測量深度范圍為0—60 m, 測量頻率2 S/次。測量在水聲學(xué)探測期間進(jìn)行, 每隔 6 km設(shè)置一個(gè)樣點(diǎn), 5個(gè)樣點(diǎn)(S1—S5)分布如圖1所示。

1.4 漁獲物調(diào)查

2013年5月21—22日和2013年11月14—15日, 沿香溪河兩岸調(diào)查漁民的漁獲物情況, 調(diào)查地點(diǎn)主要為高陽鎮(zhèn)、峽口鎮(zhèn)、屈原鄉(xiāng)和香溪鎮(zhèn)的漁船碼頭(圖1)。香溪河漁民使用網(wǎng)具主要為三層刺網(wǎng)(網(wǎng)目有1.5、4.0、6.0、8.0、10.0和12.0 cm六種規(guī)格)和蝦籠(網(wǎng)目為1.5 cm, 長度為20 m)。以漁船為單位對(duì)漁獲物進(jìn)行統(tǒng)計(jì), 分別統(tǒng)計(jì)各捕撈種類的數(shù)量和總重量。種類鑒定參照《中國動(dòng)物志》[16,17]與《四川魚類志》[18]。

圖1 香溪河水聲學(xué)探測區(qū)域及路線Fig. 1 The detection area and routes of hrdroacoustic survey in the Xiangxi River

1.5 數(shù)據(jù)處理及分析

使用 Echoview軟件處理ER60程序采集的水聲學(xué)原始數(shù)據(jù), 提取換能器前方 1 m至水底的數(shù)據(jù)。根據(jù)聲學(xué)映像中信號(hào)目標(biāo)強(qiáng)度(Target Strength, TS, 單位dB)的分布將背景噪聲閾值設(shè)置為–70 dB。鑒于回聲映像中魚體信號(hào)分散和噪聲較多的特點(diǎn),經(jīng)測試后采用分裂波束單體目標(biāo)判別方法 2對(duì)魚體信號(hào)進(jìn)行軌跡追蹤和判別, 根據(jù)軌跡追蹤計(jì)數(shù)和探測水體計(jì)算魚類密度。各參數(shù)設(shè)置如下(表1、表2)。

魚類TS值和魚體全長(Total Length, TL)的換算公式采用Foote 1987年建立的有鰾魚類TS-TL的換算公式[19]:

TS=20lgTL–71.9 (1)

魚體全長和重量之間的換算, 采用鰱 W-TL經(jīng)驗(yàn)公式[20]:

W=0.0052×TL3.162(2)

根據(jù)河流匯入情況和距離河口的遠(yuǎn)近將香溪河調(diào)查區(qū)域劃分為高嵐河、上游、中游、下游和河口五個(gè)區(qū)域, 參照唐啟升等[21]對(duì)北太平洋狹鱈(Theragra chalcogramma Pallas)資源量的估算方法及凌建忠等[22]對(duì)東海頭足類資源量的估算方法, 計(jì)算各水域內(nèi)魚類的平均密度。

通過(3)式計(jì)算生物量, 其中 B為生物量, 單位為kg/1000 m3, ρ為魚類密度, 單位為ind./1000 m3,為魚類個(gè)體的平均重量, 由(2)式求得。

魚類密度水平分布圖的獲取, 以軌跡追蹤計(jì)數(shù)法分別估算每個(gè)長度為200 m的探測單元的魚體密度, 取各探測單元中心的 GPS位點(diǎn)信息, 基于反距離插值法運(yùn)用ARCGIS繪制香溪河魚類密度水平分布圖。

為了找出香溪河魚類在垂直方向的分布規(guī)律,在提取數(shù)據(jù)時(shí)首先根據(jù)水深將水體平均劃分為表層、中層和底層三個(gè)水層, 分別計(jì)算各水層魚類密度。然后對(duì)各水層魚類密度進(jìn)行l(wèi)og(x+1)變換, 使之具有方差齊性, 再進(jìn)行one-way ANOVA檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 魚類種類組成及比例

漁獲物調(diào)查共統(tǒng)計(jì)漁獲物42船次。根據(jù)漁獲物調(diào)查的結(jié)果, 共鑒別魚類41種, 隸屬5目7科(表3)。其中, 鯉科種類最多, 31種, 占總種數(shù)的75.6%； 其次是鲿科, 3種, 占總種數(shù)的7.3%； 鲇科和?科各2種, 占總種數(shù)的 4.9%； 銀魚科、合鰓科和吻蝦虎魚科各1種, 占總種數(shù)的2.4%。

表1 分裂波束單體目標(biāo)判別方法2參數(shù)設(shè)置Tab. 1 Parameters used in single target detection split beam method 2

表2 軌跡追蹤參數(shù)設(shè)置Tab. 2 Parameters for fish tracking

表3 香溪河魚類種類組成及生態(tài)類型Tab. 3 The species composition and ecotypes in the Xiangxi River

香溪河的主要經(jīng)濟(jì)魚類為鰱、鳙、鯉、翹嘴鲌 、達(dá)氏 鲌、瓦氏黃顙魚、光澤黃顙魚、鲇和大眼鱖, 占漁獲數(shù)量比例的21.2%； 貝氏和似鳊為優(yōu)勢種, 二者在漁獲物中的數(shù)量比例分別為25.3%和34.0% (表3), 貝氏全長范圍為 56—135 mm, 似鳊全長范圍為74—136 mm； 瓦氏黃顙魚、光澤黃顙魚、蛇、銀、達(dá)氏 鲌和翹嘴 鲌為亞優(yōu)勢種, 在漁獲物中總的數(shù)量比例達(dá)到了30.0%, 全長范圍為45—296 mm； 青魚、黃鱔、寬鰭鱲 、馬口魚、黃顙魚為偶見種, 在漁獲物中的數(shù)量比例低于0.1%； 其余種類皆為常見種。

2.2 香溪河魚類水平分布與季節(jié)變化

魚類密度 2013年5月和11月水聲學(xué)探測香溪河魚類密度(–68 dB≤TS≤–30 dB)水平分布特征(圖2、圖3)。

從水平方向上看, 香溪河不同水域魚類密度呈不均勻分布。2013年 5月探測的魚體密度范圍為44.6—391.2 ind./1000 m3； 2013年11月探測魚體平均密度范圍為7.3—82.0 ind./1000 m3。兩次探測結(jié)果都顯示出相同的趨勢: 支流魚類密度要高于干流魚類的密度(高嵐河＞香溪河上游/中游/下游/河口)；在香溪河干流中, 從上游到河口, 魚類密度逐漸降低(上游＞中游＞下游＞河口)。

圖2 香溪河魚類水平分布及季節(jié)變化特征Fig. 2 Horizontal distribution and seasonal variation of fish in xiangxi River

圖3 香溪河魚類密度水平分布Fig. 3 The horizontal distribution of fish in the Xiangxi River

運(yùn)用加權(quán)平均法計(jì)算香溪河魚類的總體密度,結(jié)果表明香溪河春季魚類平均密度(53.4 ind./1000 m3)要高于秋季(15.4 ind./1000 m3)； 此外, 從各水域魚類分布的情況來看, 春季各水域的魚類密度也要高于秋季(圖2、圖3), 運(yùn)用成對(duì)樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行比較,檢驗(yàn)結(jié)果表明春季和秋季香溪河各水域魚類密度均存在顯著性差異(df=4, P=0.039)。

魚類個(gè)體組成 2013年5月和11月水聲學(xué)探測香溪河魚類目標(biāo)強(qiáng)度(–68 dB≤TS≤–30 dB)分布特征(圖 4)。水聲學(xué)探測的魚類個(gè)體大小通過 TS來表示, 一般來講, 魚類個(gè)體越大對(duì)應(yīng)的目標(biāo)強(qiáng)度越大, 反之亦然。運(yùn)用卡方檢驗(yàn)比較春季和秋季魚類TS分布的差異, 檢驗(yàn)結(jié)果表明春季和秋季水聲學(xué)探測的魚類個(gè)體組成存在顯著性差異(df=18, P＜0.001)。從圖4也可以看出, 秋季魚類個(gè)體普遍較春季大, 春季魚類的TS峰值為–61— –59 dB, 個(gè)體在–68— –59 dB魚類所占的比例達(dá)到了 60.8%； 秋季魚類TS峰值為–53— –51 dB, 個(gè)體在–68— –59 dB魚類所占的比例僅為28.5%。

2.3 香溪河魚類垂直分布與季節(jié)變化

2013年5月和11月水聲學(xué)探測香溪河魚類密度(–68 dB≤TS≤–30 dB)垂直分布特征(圖5)。在魚類的垂直分布上, 各水層魚類密度的one-way ANOVA檢驗(yàn)結(jié)果顯示: 2013年5月探測結(jié)果三個(gè)水層魚類密度存在顯著性差異(F=146.204, df=2, 110, P＜0.001), LSD 比較顯示表層、中層和底層兩兩之間魚類密度均存在顯著性差異(P＜0.001)； 2013年11月探測結(jié)果三個(gè)水層魚類密度存在顯著性差異(F=28.520, df=2, 80, P＜0.001), LSD 比較顯示表層、中層和底層兩兩之間魚類密度均存在顯著性差異(P＜0.001)。

季節(jié)之間, 春季各水層的魚類密度均要高于秋季(圖5), 進(jìn)一步運(yùn)用卡方檢驗(yàn)對(duì)春季和秋季各水層魚類密度進(jìn)行比較, 結(jié)果表明春季和秋季各水層魚類密度存在顯著性差異(df=2, P＜0.001)。

2.4 魚類資源量估算

運(yùn)用加權(quán)平均法計(jì)算出香溪河魚類的平均密度,春季為53.4 ind./1000 m3, 秋季為15.4 ind./1000 m3。魚類的平均目標(biāo)強(qiáng)度, 春季為–54.2 dB, 秋季為–52.4 dB, 魚類個(gè)體的平均重量由公式(3)和(4)求得, 分別為春季3.9 g, 秋季7.5 g。

圖5 不同水層魚類密度Fig. 5 The fish density in different layers

香溪河探測河段的長度約為 20 km, 河面平均寬度 400 m, 春季和秋季探測時(shí)的平均水深分別為28和47 m, 由此估算出春季和秋季探測水域的水體體積, 結(jié)合魚類密度和魚類個(gè)體的平均體重, 估算出春季香溪河探測水域的魚類資源現(xiàn)存量約為46208 kg, 秋季約為43281 kg。

2.5 魚類分布與環(huán)境的關(guān)系

五個(gè)采樣點(diǎn)間水溫、溶氧和 pH等指標(biāo)差異不大(表4), 存在差異的指標(biāo)主要是電導(dǎo)率和葉綠素濃度, 從高嵐河到香溪河口, 電導(dǎo)率和葉綠素濃度基本呈逐漸降低的趨勢。

將香溪河各河段的平均魚類密度、葉綠素濃度以及平均水深進(jìn)行線性擬合, 香溪河各水域魚類密度與葉綠素濃度基本呈正相關(guān)的關(guān)系, 葉綠素濃度越高, 魚類密度越大(圖 6a), 并且二者有較高的吻合度； 而平均水深與魚類密度基本呈負(fù)相關(guān)的關(guān)系,水深越大, 魚類密度越低(圖 6b)。這也部分解釋了從高嵐河到香溪河口, 魚類密度逐漸降低的現(xiàn)象。

表4 香溪河水質(zhì)理化因子狀況Tab. 4 Physicochemical parameters of the water quality in the Xiangxi River

圖6 魚類密度和葉綠素(a)、平均水深(b)的關(guān)系(2013年11月)Fig. 6 The relationship between the fish density and chlorophylla, or average depth (November, 2013)

3 討論

3.1 魚類空間分布與季節(jié)變化

在水平方向上, 香溪河支流高嵐河的魚類密度高于干流, 從上游峽口鎮(zhèn)附近的河段到香溪河口,隨著水深增加魚類密度呈逐漸降低的趨勢, 這和Power[23]論述的魚類密度和水深呈負(fù)相關(guān)的觀點(diǎn)一致。香溪河魚類呈此種分布格局的一個(gè)重要原因是捕食壓力, 香溪河肉食性魚類中鳡、翹嘴鲌、達(dá)氏鲌和蒙古鲌等都是追擊捕食型魚類, 從峽口鎮(zhèn)附近的河段到香溪河口, 水深增大, 水面加寬, 小型魚類面臨著更高的被捕食風(fēng)險(xiǎn)； 其次是餌料資源, 香溪河上游河段靠近峽口鎮(zhèn)和高陽鎮(zhèn), 城鎮(zhèn)排放生活污水會(huì)直接帶來餌料資源, 另一方面使水體營養(yǎng)水平升高, 間接使浮游生物的生物量水平升高[13], 香溪河口的餌料資源則相對(duì)貧乏； 再就是靠近香溪河口航運(yùn)更為繁忙, 魚類可能會(huì)受到更多的干擾, 而遠(yuǎn)離河口的上游河段則相對(duì)安靜, 適宜魚類棲息,尤其是支流高嵐河。

在垂直分布上, 香溪河魚類密度從表層到底層呈逐漸降低的趨勢。影響魚類垂直分布的首先是魚類自身的習(xí)性, 香溪河中、上層生活習(xí)性的魚類所占的比例達(dá)到了68.6%, 而中、下層生活習(xí)性魚類所占的比例僅為5.8%。除了魚類自身習(xí)性, 通常影響魚類垂直分布的因素主要有水溫、溶氧和餌料等[24,25]。但兩次調(diào)查香溪河不同水層水溫都在 20℃以上, 且不存在溫躍層, 各水層的溶氧也都超過了 7.3 mg/L (圖7), 因此水溫和溶氧都不是決定香溪河魚類垂直分布格局的關(guān)鍵因素。當(dāng)水溫在 20℃以上時(shí), 大多數(shù)魚類有索餌需求, 而根據(jù)研究, 香溪河表層水域浮游植物的生物量水平最高, 隨著水深增加, 浮游植物生物量迅速降低[26]。香溪河中濾食性魚類和雜食性魚類在漁獲物中的比例達(dá)到 78.0%, 浮游生物是濾食性魚類鰱、鳙的餌料資源, 同時(shí)也是雜食性魚類餌料的重要組成部分, 此外, 浮游動(dòng)物還是一些碎屑食性、草食性和肉食性魚類仔稚魚餌料的重要組成部分。因此, 浮游生物的垂直分布很大程度上影響了魚類的垂直分布。

圖7 實(shí)測的香溪河水溫和溶解氧垂直變化Fig. 7 The dissolved oxygen and temperature in different layers in the Xiangxi River

春季水聲學(xué)探測的魚類密度要高于秋季, 春季和夏季是大多數(shù)魚類的繁殖時(shí)期, 通過增殖, 水體中的魚類密度會(huì)大大增加, 在夏季初期魚類密度會(huì)達(dá)到高峰。之后經(jīng)過夏季和秋季的漁業(yè)捕撈, 以及仔稚魚的低成活率, 魚類的密度會(huì)逐漸下降。此外,春季魚類結(jié)束越冬, 開始繁殖, 活動(dòng)增強(qiáng), 更容易被探測； 秋季則相反, 隨水溫降低魚類逐步進(jìn)入越冬場, 如深水區(qū)的石堆, 或者水下洞穴等水聲學(xué)探測的盲區(qū), 不利于水聲學(xué)探測。秋季探測的魚類個(gè)體整體水平要大于春季, 原因是魚類在春季繁殖產(chǎn)生了大量的仔稚魚, 經(jīng)過夏季和秋季的生長, 個(gè)體增大。

3.2 水聲學(xué)評(píng)估的可靠性

魚類資源聲學(xué)評(píng)估法高效快捷, 能反映調(diào)查水體魚類資源的絕對(duì)密度, 但獲得可靠的評(píng)估結(jié)果必須依賴于規(guī)范的調(diào)查方法。其中一個(gè)關(guān)鍵問題就是調(diào)查時(shí)間的選擇, 對(duì)于大多數(shù)魚類來說, 白晝較夜晚具有更強(qiáng)的集群性, 且多棲息于水聲學(xué)探測的盲區(qū), 如水底的石塊或草叢間, 夜晚則傾向于向表層的溫暖水域遷移, 個(gè)體分布也更為離散[27,28]。在夜間進(jìn)行水聲學(xué)探測可能更有利于獲得可靠的評(píng)估結(jié)果[28—31], 因此, 本研究的調(diào)查時(shí)間都選擇夜晚。影響水聲學(xué)評(píng)估可靠性的另一個(gè)問題是目前尚不能對(duì)魚體進(jìn)行種類鑒定, 阻礙了魚類生物量評(píng)估, 因此有必要將水聲學(xué)探測和其它調(diào)查手段結(jié)合起來, 本研究主要通過調(diào)查漁民漁獲物的手段來了解香溪河魚類的種類組成和比例。2013年春季和秋季魚類目標(biāo)強(qiáng)度集中在–68— –50 dB, 春季該信號(hào)區(qū)間魚類所占比例為 95.3%, 秋季該信號(hào)區(qū)間魚類所占比例為 86.5%, 根據(jù)公式 TS=20 lgTL–71.9, 該目標(biāo)強(qiáng)度范圍內(nèi)的魚體全長為16—124 mm。在漁獲物調(diào)查中,貝氏、似鳊、光澤黃顙魚、蛇和銀的全長范圍為 45—157 mm, 在漁獲物中總的數(shù)量比例為83.5%, 此外瓦氏黃顙魚、達(dá)氏 鲌 和翹嘴 鲌也有部分全長在16—124 mm之內(nèi)。由此可見, 水聲學(xué)探測和漁獲物調(diào)查的結(jié)果較為一致, 水聲學(xué)探測到的魚體信號(hào)基本都是漁民捕撈到的種類。此次資源評(píng)估中存在的不足之處在于魚類 W-TL回歸公式的選擇,目前尚缺乏香溪河魚類群落綜合的W-TL經(jīng)驗(yàn)公式,經(jīng)選擇采用優(yōu)勢魚類鰱的 W-TL回歸公式, 盡管鰱在漁獲物中所占的重量比例較高, 但其數(shù)量比例較低, 可能導(dǎo)致評(píng)估結(jié)果存在一定誤差。

本研究在春、秋兩個(gè)季節(jié)進(jìn)行, 表明香溪河魚類密度呈現(xiàn)出從表層到底層逐漸降低的趨勢, 陶江平等[32]于 2007年春季的研究也表明魚類資源量和水深之間存在顯著的負(fù)相關(guān)的關(guān)系。而王珂[12]、任玉芹等[13]在大寧河和澎溪河的研究則表明, 冬季魚類密度從表層到底層有逐漸增加的趨勢。因此, 要做到對(duì)三峽水庫魚類資源和時(shí)空分布狀況的準(zhǔn)確評(píng)估, 在不同季節(jié)進(jìn)行重復(fù)探測很有必要。其次, 由于換能器的波束夾角很小, 因此靠近換能器的魚體被探測到的機(jī)率要低于遠(yuǎn)離換能器的魚體, 船速過快時(shí), 魚體回波過少, 甚至不會(huì)被探測到。參考北美漁業(yè)聲學(xué)標(biāo)準(zhǔn)中的探測速度[33], 再結(jié)合香溪河的水深和水面情況, 6—10 km/h的探測速度比較合適。

3.3 水質(zhì)生物操縱治理建議

水華是由浮游植物的大量增殖引起的, 運(yùn)用生物操縱的手段來控制浮游植物大量增殖通常有兩個(gè)主要途徑, 首先是經(jīng)典的的生物操縱途徑, 即通過減少浮游動(dòng)物食性魚類的比例間接實(shí)現(xiàn)浮游動(dòng)物對(duì)浮游植物的控制。小型魚類在香溪河有著很高的生物量, 僅、似鳊和貝氏三種魚類在漁獲物中的數(shù)量比例就達(dá)到了 61.7%。這些小型魚類大多是水體中、上層的雜食性魚類, 浮游動(dòng)物是其食物的重要組成部分, 數(shù)量過多會(huì)對(duì)浮游動(dòng)物種群產(chǎn)生很大的捕食壓力, 這對(duì)控制藻類增殖是不利的。目前香溪河中、上層肉食性魚類鳡、翹嘴鲌、達(dá)氏鲌和蒙古鲌?jiān)跐O獲物中的數(shù)量比例為 5.0%, 因此, 可以通過壯大這些肉食性魚類的種群來控制小型魚類的種群規(guī)模, 這樣一方面可以減輕小型魚類攝食給浮游動(dòng)物帶來的壓力, 浮游動(dòng)物進(jìn)而可以加強(qiáng)對(duì)浮游植物的抑制作用, 另一方面可以將低經(jīng)濟(jì)價(jià)值的小型魚類轉(zhuǎn)化為高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的肉食性魚類。其次是非經(jīng)典的生物操縱途徑, 通過濾食性魚類的攝食直接控制浮游植物的大量增殖。香溪河中的主要濾食性魚類是鰱、鳙, 目前僅占漁獲物數(shù)量比例的 2.4%。因此, 可以調(diào)整魚類群落結(jié)構(gòu), 通過增殖放流鰱、鳙以加強(qiáng)對(duì)浮游植物的濾食作用, 防止其大量增殖形成水華。

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HYDROACOUSTIC ASSESSMENT OF SPATIO-TEMPORAL DISTRIBUTION AND ABUNDANCE OF FISH RESOURCES IN THE XIANGXI RIVER

LIAN Yu-Xi1,2, HUANG Geng1,2, GODLEWSKA Ma?gorzata3, LI Chong4, ZHAO Xiu-Jiang4, YE Shao-wen1and LI Zhong-Jie1
(1. Institute of Hydrobiology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430072, China； 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China； 3. International Institute of Polish Academy of Sciences, European Regional Centre for Ecohydrology Under the Auspices of UNESCO, ul. Tylna 3. ?ód? 90364, Poland； 4. Department of S & T and Environment Protection, China Three Gorges Corporation, Beijing 100038, China)

In order to better understand the spatial-temporal distribution and the biomass of fish in the Xiangxi River, we applied hydroacoustic analysis with Simrad EY60 split-beam echo sounder and investigated the fish grounds in the Xiangxi River in May and November of 2013. We found 41 fish species in the survey, and the dominant species included Pseudobrama simoni, Hemiculter bleekeri, Hemiculter leucisculus, Squalidus argentatus, and Saurogobio dabryi. The fish density was higher in spring than autume, with the typical values of 53.4 ind./1000 m3in May and 15.4 ind./1000 m3in November. The spatial distribution of fish in the Xiangxi River showed an uneven pattern. Horizontally the fish density decreased from the Gaolan River to the estuary of the Xiangxi River. Vertically the fish abundance followed the order: the surface layer ＞ the middle layer ＞ the bottom layer, and the distribution was the same in both spring and autumn. Here we suggested two biomanipulation methods to improve the water quality in the Xiangxi River: (1) to suppress the small fishes by increasing the population of piscivorous fishes, (2) to suppress the phytoplankton by raising planktivorous silver carp and bighead carp.

Xiangxi River； Fisheries acoustics； Assessment of fish resources； Fish spatial distribution

S932.4

A

1000-3207(2015)05-0920-10

10.7541/2015.121

2015-02-05；

2015-04-24

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)(201303056-1)； 中國長江三峽集團(tuán)公司科研項(xiàng)目(CT-12-08-01)； 農(nóng)業(yè)部淡水生物多樣性保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室課題(LFBC0806)資助

連玉喜(1986—), 湖北隨州人； 博士研究生； 研究方向?yàn)闈O業(yè)生態(tài)學(xué)。E-mail: lianyx177@163.com

葉少文, E-mail: yeshw@ihb.ac.cn