曹娥江不同江段魚類的物種多樣性和優(yōu)勢度

何海生，劉金殿，張愛菊，郝雅賓，孫翠萍，于喆，王俊，羅偉，肖善勢，周志明

(浙江省淡水水產(chǎn)研究所農(nóng)業(yè)農(nóng)村部淡水漁業(yè)健康養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 浙江省淡水水產(chǎn)遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 湖州 313001)

曹娥江是紹興市最大河流之一，發(fā)源于金華市磐安縣尖公嶺，流經(jīng)新昌、嵊州、上虞等地，最終在紹興縣新三江閘流入杭州灣，流域面積6 046 km2，是錢塘江水系的重要支流之一。曹娥江大部分河道是沿岸地區(qū)的重要的工農(nóng)業(yè)用水來源，建有下浦閘等引水工程，下游的航運(yùn)能力較強(qiáng)，為當(dāng)?shù)貪O民提供了有利的捕撈環(huán)境。已有對(duì)錢塘江流域魚類自然資源的調(diào)查研究，如對(duì)千島湖國家級(jí)水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)(梓桐核心區(qū))[1]和錢塘江下游桐廬、富陽和蕭山等江段[2]魚類資源的研究，而關(guān)于錢塘江曹娥江支流魚類資源研究較少。本研究對(duì)曹娥江流域3個(gè)采樣點(diǎn)(上虞、嵊州和錢江口)的魚類自然資源開展4次調(diào)查，旨在了解該水域魚類資源現(xiàn)狀，為該水域的漁業(yè)資源保護(hù)和科學(xué)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 采樣區(qū)域和調(diào)查時(shí)間

于2018年5、7、9、11月對(duì)曹娥江的魚類資源進(jìn)行季度調(diào)查，魚類樣本通過各地漁民獲取。采樣點(diǎn)見圖1(上虞、嵊州和錢江口)。由于水位上漲和風(fēng)浪大等因素，錢江口采樣點(diǎn)11月未捕撈到魚類樣本。

圖1 曹娥江水域調(diào)查的采樣點(diǎn)分布

1.2 調(diào)查方法

依據(jù)《內(nèi)陸水域漁業(yè)自然資源調(diào)查手冊(cè)》[3]的調(diào)查方法，各地漁民使用定制漁網(wǎng)進(jìn)行魚樣采集，現(xiàn)場對(duì)所有采集的漁獲物進(jìn)行種類鑒別，魚類鑒定方法參照《浙江動(dòng)物志》[4]鑒定到種，并進(jìn)行尾數(shù)和體重測量。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

1.3.1 優(yōu)勢度

采用相對(duì)重要性指數(shù)(relative important index，IRI)[5]對(duì)各地區(qū)的魚類優(yōu)勢種組成進(jìn)行分析。

IRI=(N+W)×F。

(1)

式(1)中：N為各種類數(shù)量百分比，W為各種類重量百分比，F(xiàn)為各種類在所有采樣次數(shù)中的出現(xiàn)頻率百分比。劃分標(biāo)準(zhǔn)為：IRI>1 000時(shí)為優(yōu)勢種，500

1.3.2 多樣性分析

利用馬格利夫多樣性指數(shù)(Margelef index，D)[7]、香農(nóng)-維納多樣性指數(shù)(Shannon-wiener index，H′)[8]、皮諾均勻度指數(shù)(Pielou’s index，J′)[9]和辛普森多樣性指數(shù)(Simpson index，λ)[10]對(duì)曹娥江水域魚類群落多樣性進(jìn)行分析。

(2)

(3)

(4)

(5)

式中，S為漁獲物的種類總數(shù)，N為漁獲物的總個(gè)體數(shù)，Pi為第i種的個(gè)體數(shù)占總物種個(gè)體數(shù)的百分比，Hmax=lnS，指H′的最大值。

1.3.3 群落結(jié)構(gòu)分析

運(yùn)用Primer 5對(duì)漁獲數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析。以時(shí)間(作為樣本)和魚數(shù)量(作為變量)構(gòu)建Bray-Curtis相似性系數(shù)為基礎(chǔ)的矩陣，建立CLUSTER分析圖和NMSD平面圖[11]，驗(yàn)證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性[12]，并運(yùn)用ANOSM分析進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)[13]。

1.3.4 群落豐度-生物量曲線分析

豐度-生物量比較曲線(abundance and biomass curve，ABC曲線)可以用來反映群落中種類組成是否受到外界干擾[14]。ABC曲線的統(tǒng)計(jì)量W為正值時(shí)對(duì)應(yīng)生物量曲線在豐度曲線之上，表明群落處于未受外界干擾狀態(tài)；當(dāng)統(tǒng)計(jì)量W為負(fù)值時(shí)對(duì)應(yīng)豐度曲線在生物量曲線上方，表明群落受到嚴(yán)重的外界干擾[15]。

1.3.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和作圖采用Excel 2003和Primer 5軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 魚類群落組成

經(jīng)鑒定，曹娥江流域魚類共10目17科67種(表1)，其中鯉科38種，鮠科7種，塘鱧科和石首魚科各3種，鰍科、鮨科和鯔科各2種，其他科各1種。調(diào)查共采集到魚類樣本2 254尾，其中鯉科1 461尾，石首魚科251尾，鳀科218尾。魚類樣本共采集到236.08 kg，其中鯉科196.83 kg。3個(gè)采樣點(diǎn)中，上虞點(diǎn)采集到魚類樣本37種共計(jì)17.35 kg，其中鯉科24種共計(jì)14.11 kg；嵊州點(diǎn)采集到45種共計(jì)183.54 kg，其中鯉科31種共計(jì)181.11 kg；錢江口點(diǎn)采集到13種共計(jì)35.19 kg，鯉科僅為1種共計(jì)1.63 kg。

2.2 生態(tài)類型

按攝食類群劃分，雜食性魚類種數(shù)最多，共37種，占總種數(shù)的56.06%；肉食性魚類24種(占36.36%)；植食性3種(占4.54%)；慮食性2種(占3.03%)。按棲息水層劃分，中下層25種(占37.88%)，低棲22種(占33.33%)，中上層19種(占28.79%)。按洄游習(xí)性劃分，定居性魚類占比高達(dá)83.33%，江海洄游性8種(占12.12%)，江湖洄游性3種(占4.55%)。

2.3 優(yōu)勢種

采集的魚類樣本中，IRI>100的魚共有26種，其中優(yōu)勢種5種，為刀鱭(Coiliaectenes)、翹嘴鲌(Culteralburnus)、蒙古鲌(Cultermongolicus)、鯽(Carassiusauratus)和細(xì)鱗斜頜鲴(Plagiognathopsmicrolepis)；重要種6種，分別為(Hemiculterleucisculus)、圓吻鲴(Distoechodontumirostris)、鰱(Hypophthalmichthysmolitrix)、鳙(Hypophthalmi-chthysnobilis)、鯉(Cyprinuscarpio)和棘頭梅童魚(Collichthyslucidus)；常見種3種，為黃尾鲴(Xenocyprisdavidi)、似鳊(Pseudobramasimoni)和窄體舌鰨(Cynoglossusgracilis)；一般種13種，其他為少見種。

2.4 生物多樣性

基于此次漁獲樣本數(shù)分析，Margelef指數(shù)全年在5.89～6.17變化，其中5月和11月差異較小，7月和9月差異較小。Pielou’s指數(shù)全年為0.73～0.80，除2018年5月外，其余月份無明顯差異(表2)。Shannon-wiener指數(shù)在2.65～2.92變化，變化差異同Pielou’s指數(shù)。Simpson指數(shù)無明顯差異。

表1 調(diào)查區(qū)域內(nèi)魚類捕獲名錄

表1(續(xù))

注：C—肉食性；O—雜食性；H—植食性；F—慮食性；U—中上層；D—中下層；B—低棲性；RM—江海洄游性；RL—江湖洄游性；MA—區(qū)域洄游性；SE—定居性。+—采集到。

表2 魚類生物多樣性指數(shù)

2.5 群落結(jié)構(gòu)特征

通過對(duì)3個(gè)采樣點(diǎn)各月份漁獲數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，結(jié)果表明，上虞點(diǎn)(SY)和嵊州點(diǎn)(SZ)為I類群，錢江口點(diǎn)(QJK)為II類群(圖2)。

圖2 各采樣點(diǎn)的Cluster聚類

聚類分析結(jié)果分布在NMDS二維圖(圖3)中的不同區(qū)域，NMDS分類的應(yīng)力指數(shù)為0.04，說明分析具備準(zhǔn)確性。ANOSIM差異性檢驗(yàn)結(jié)果R=0.995，P=0.006，表明曹娥江采樣點(diǎn)的魚類群落結(jié)構(gòu)存在極顯著差異。

圖3 各采樣點(diǎn)NMDS分類排序

對(duì)15種常見魚種(IRI>500)進(jìn)行聚類分析，結(jié)果表明，刀鱭、棘頭梅童魚和窄體舌鰨為I類群，其他魚種為II類群(圖4)。

圖4 常見魚種等級(jí)排序

NMDS分類的應(yīng)力指數(shù)為0.07，且二維圖(圖5)的排序與聚類分析結(jié)果相吻合，說明2種分析方法具備準(zhǔn)確性。ANOSIM差異性檢驗(yàn)結(jié)果r=0.894，P=0.002，說明曹娥江采樣點(diǎn)的魚類群落結(jié)構(gòu)存在極顯著差異。

圖5 常見魚種NMDS分類排序

2.6 豐度-生物量曲線

根據(jù)曹娥江采樣點(diǎn)所有漁獲物種的生物量和豐度構(gòu)建魚類群落ABC曲線(圖6)。如圖所示，ABC曲線的整條生物量曲線位于豐度曲線上方，W值為0.047，表明曹娥江采樣點(diǎn)的魚類群落處于穩(wěn)定狀態(tài)，未受干擾。

圖6 魚類群落ABC曲線

3 討論

3.1 曹娥江魚類群落現(xiàn)狀

本次采樣中，上虞點(diǎn)采集到魚類樣本37種共計(jì)17.35 kg，其中鯉科24種共計(jì)14.11 kg；嵊州點(diǎn)采集到45種共計(jì)183.54 kg，其中鯉科31種共計(jì)181.11 kg；錢江口點(diǎn)采集到13種共計(jì)35.19 kg，鯉科僅1種共計(jì)1.63 kg。錢江口點(diǎn)為錢塘江的入海口，鹽度較高，鯉科魚類較少，而上虞點(diǎn)和嵊州點(diǎn)為淡水域，鯉科魚類最多，原因可能是水體鹽度影響了魚類群落結(jié)構(gòu)和生物量[16]。棲息地的復(fù)雜性決定了魚類的多樣性[17]，采樣點(diǎn)地理環(huán)境的差異造成了魚類的差異性[18]。本次調(diào)查中，2018年7月采樣得到的魚群種數(shù)最多，2018年9月采樣得到的魚群種數(shù)次之，造成不同采樣時(shí)間采集到魚群種類的不同的原因可能是水溫的差異。傅昕龍等[19]研究表明，水溫會(huì)影響魚類的活動(dòng)能力，進(jìn)而造成不同月份捕撈魚群種類的差異，同時(shí)水體環(huán)境的改變也會(huì)影響魚類的群落結(jié)構(gòu)[19-21]。

3.2 曹娥江魚類群落特征

IRI是魚類優(yōu)勢種判定的重要指數(shù)[22]，但劃分標(biāo)準(zhǔn)是相對(duì)的[23]。本研究中，曹娥江優(yōu)勢魚種為刀鱭、翹嘴鲌、蒙古鲌、鯽和細(xì)鱗斜頜鲴，重要種為、圓吻鲴、鰱、鳙、鯉和棘頭梅童魚。其中，上虞點(diǎn)優(yōu)勢魚種為鯽、刀鱭、似鳊、興凱鱊和光澤黃顙魚，為重要種；嵊州點(diǎn)優(yōu)勢魚種為、翹嘴鲌、蒙古鲌、細(xì)鱗斜頜鲴和鯽，圓吻鲴、鰱、鳙和鯉為重要種；錢江口點(diǎn)優(yōu)勢種為鮻、棘頭梅童魚、鮸魚和窄體舌鰨，重要種為黃姑魚。各采樣點(diǎn)的魚類優(yōu)勢種存在差異，可能是地理環(huán)境和水域環(huán)境差異的影響造成的[24]。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，錢江口點(diǎn)和上虞點(diǎn)魚類優(yōu)勢種明顯較嵊州點(diǎn)單一，說明錢江口點(diǎn)和上虞點(diǎn)生態(tài)穩(wěn)定性較嵊州點(diǎn)差[25]，更易受到外界因素的干擾。同時(shí)鰱、鳙和鯉僅為嵊州點(diǎn)的優(yōu)勢種，可能與鰱、鳙和鯉是嵊州點(diǎn)放流對(duì)象有關(guān)。錢江口點(diǎn)底質(zhì)多為河沙和石礫，致使其魚類群落明顯區(qū)別于上虞點(diǎn)和嵊州點(diǎn)。

3.3 曹娥江魚類生物多樣性

多樣性指數(shù)反應(yīng)了群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性[26]。Margelef指數(shù)(D)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[27]為：D>5表示水體清潔，4≤D≤5表示輕度污染，3≤D<4表示中度污染，D<3表示嚴(yán)重污染。曹娥江水域自然魚類資源Margelef指數(shù)為5.89～6.17，說明曹娥江水域水質(zhì)處于清潔狀態(tài)。Shannon-wiener指數(shù)(H′)劃分標(biāo)準(zhǔn)[28]為：H′>3表示水體清潔，2

4 小結(jié)

本次調(diào)查中，曹娥江魚類體型小型化嚴(yán)重，可能與漁民捕撈強(qiáng)度過大、水域的水利水電工程建設(shè)和河流采砂等活動(dòng)有關(guān)[30-31]。因此，應(yīng)加強(qiáng)執(zhí)法力度以有效解決過度捕撈問題，并規(guī)劃河流采砂活動(dòng)，同時(shí)加強(qiáng)水利、橋梁工程的生態(tài)恢復(fù)設(shè)施建設(shè)，改善并保護(hù)魚類棲息環(huán)境，確保漁業(yè)資源可持續(xù)發(fā)展與利用。