萬泉河雅寨流域水生生物資源調查與多樣性分析

黃 丹，王蘊婷，王 旭，李衛東

（1.海南大學 生態與環境學院，海口 570228; 2.海南熱帶海洋學院，三亞 572022）

生物多樣性的內涵十分豐富，水生生物多樣性更是其中的重要內容，水生生物多樣性研究的基礎是水生生物調查。國外對于水生生物多樣性研究主要是通過生物調查采樣和數據統計分析等手段，研究某地的某一類水生生物多樣性和分布，并分析其分布格局、豐富度和生存狀況等[1]，由于研究比較成熟，許多國外學者還會針對環境因素是如何影響水生生物的多樣性展開細致的研究。國內開展水生生物的調查研究起步較晚，最早進行水生生物多樣性調查工作的是中國科學院水生生物研究所在1959 年對長江三峽和丹江口的水生物調查，研究人員根據調查結果對研究區域提出了漁業發展規劃意見[2-3]。隨著對水生生物多樣性調查研究的進一步認識，相繼有學者對國內的重點流域開展了水生生物多樣性調查，研究分析調查河段的水生生物種類組成和優勢種，利用Shannon-Wiener 生物多樣性指數等指標，對流域水環境質量和生態現狀進行綜合評價[4-6]。這些工作不僅豐富和發展了水生生物學的知識、方法和原理，為全面開展水生生物多樣性調查與評估提供經驗，也使得調查水生生物資源，評估流域水生生物多樣性成為當前主流的研究熱點。

河流是自然生態系統中人類賴以生存的自然單元之一，為植物和動物提供棲息地，可以作為能量、物質和生物流動的通路，起著過濾器和屏障作用進而可以減少水體污染[7]。萬泉河是海南島的三大河流之一，發源于五指山鳳門嶺，干流全長157 km，流域面積3 693 km2，由西向東依次流經瓊中、萬寧和瓊海等市縣，于博鰲港匯入南海[8]。近年來，有不少學者對該流域開展了調查研究，但以往研究者多從河流植被生態景觀特征、營養鹽動力學、流域生態敏感性、流域污染防治與生態修復等[8-11]角度對萬泉河流域進行研究，其流域的水生生物資源調查研究卻鮮有報道。本研究選取萬泉河流域雅寨河段水生生物作為研究對象，從生物多樣性和環境生態敏感性的角度出發，系統地對該流域水生生物多樣性及相關的生態學進行研究，研究結果對評估該河段的生態系統健康具有重要的理論意義和實踐意義。

1 材料與方法

1.1 采樣點設置調查范圍主要為萬泉河國家級種質資源保護區實驗區的雅寨河段，該河段長度約為18.3 km，共設置6 個采樣斷面，每個采樣斷面設置3 個采樣點。采樣斷面自上游到下游具體位置為S1（中原鎮蓬萊村點）、S2（中原鎮龍池港下點）、S3（中原鎮丹溪三村點）、S4（中原鎮沙坡村點）、S5（博鰲鎮留客上村點）、S6（博鰲鎮下園村點），調查時間在非汛期2020 年3—4 月和汛期2020 年6—7 月2 個時段采集水樣及水生生物(表1)。

表1 萬泉河雅寨河段調查點位

1.2調查與監測方法

1.2.1水質指標監測水質調查共監測18 項指標，主要為溫度、pH、葉綠素a、溶解氧(DO)、總氮(TN)、總磷(TP)、五日生化需氧量(BOD5)、高錳酸鹽指數(CODMn)等指標。水樣按水質調查監測分析方法采樣分析，現場勘察、樣品采集、保存和實驗室檢測工作均嚴格按照《水質河流采樣技術指導》（HJ/T52—1999）、《水環境監測規范》（SL219—98）、《地表水環境質量標準（GB3838—2002）》《環境監測分析方法》[12]執行。

1.2.2水生生物資源調查水生生物調查主要包括浮游植物、浮游動物、底棲動物、水生維管束植物、魚類等的種屬名稱、組成、數量、優勢種、密度等；珍稀、特有和瀕危水生生物；魚類等水生生物生態功能區等內容。對水生生物的調查主要通過采樣調查、走訪調研和志書查閱等形式進行，調查方法均采用國內對于水生生物研究中的常用方法；魚類主要通過自主捕撈、聘請當地漁民進行捕撈，此外，在捕撈的同時訪問與市場調查同步進行，包括對一些周邊魚集市場，當地漁民的訪問調查，必要時將魚集市場的魚樣帶回一并檢測。水生生物項目的監測頻次為 1 年 2 次，分別在非汛期3—4 月和汛期6—7 月開展監測，在此期間共調查4 個批次，每個批次平均5～6 d；嚴格依照統一、規范的監測技術方法，開展采樣和分析工作，并選取10%的樣品進行交叉復檢。

水生生物樣本采集參照《淡水浮游生物調查技術規范（SC/T9402—2010）》[13]，物種鑒定參考各類生物分類鑒定圖冊及專業書籍[14-17]。外來物種的鑒定參照文獻[18 - 20]。魚類分布和多樣性數據分析參照已有文獻進行，對采集到的漁獲物進行現場分揀、統計數目、鑒定、拍照、測量魚類全長、體長和體質量等基礎數據。采集到的所有土著魚類，在完成現場測量和拍照后均被放生到采集地。采集到的外來魚類，均被制作成標本或進行無害化處理。

1.3 數據處理采用Shannon-Wiener 多樣性指數（H）反映河流水生生物個體出現的紊亂和不確定性；Margalef 指數（D）反映水生生物的物種豐富度；Pielou's 均勻度指數（J）反映水生生物的均勻度[21-23]。計算公式如下：

式中，N為水生生物總個體數；S為水生生物總物種數；Pi為第i物種的個體數與樣品個體數的比值（Ni/N），Ni為i物 種 的 個 體 數；H′ 為Shannon-Wiener 多樣性指數。

2 結果與分析

2.1 水環境質量對照《地表水環境質量標準》（GB3838—2002），評價區水質(表2)總體處于地表水Ⅲ類水質。從空間分布來看，不同采樣點間各理化指標存在差異，但變化不大。各采樣點的水質呈弱堿性；溶解氧在7.9～9.1 mg·L-1之間變動；高錳酸鹽指數在1.2～2.2 mg·L-1之間；五日生化需氧量在0.4～1.4 mg·L-1之間變動；各點位鉛濃度均小于0.03；總氮濃度在0.3～0.8 mg·L-1之間變動；總磷濃度在0.07～0.20 mg·L-1之間變動；葉綠素a 含量在0.004～0.008 mg·L-1之間變動；監測的其他指標均符合地表水水質Ⅲ類標準，該河段水質符合漁業水質標準。

表2 萬泉河雅寨流域水質理化指標監測結果

2.2 浮游植物本次調查共檢出浮游植物7 門，137 種。綠藻門有60 種，占總種數的40.80%；硅藻門有45 種，占總種數的32.85%；藍藻門有8 種，占總種數的6.84%；甲藻門有4 種，占總種數的2.92%；裸藻門有13 種，占總種數的11.48%；隱藻門有4 種，占總種數的2.92%；黃藻門有3 種，占總種數的2.19%(圖1)。浮游植物在調查的各個站位的分布都比較均勻，S5 的浮游植物種類數最多，有104 種；其次是S1，有94 種；S2 和S4 均有87 種；S3 有81 種，S6 有63 種。

圖1 雅寨流域浮游植物種類組成

2.3 浮游動物本次調查共檢出浮游動物6 類，30 種。輪蟲類有13 種，種類數最多，占種類數的43.33%；種數占比第二多的是浮游幼體、橈足類、原生動物和枝角類，這4 類均有4 種；占比最少的是介形類，僅有1 種，占浮游動物總種數的3.33%。S3 的種類最多，有17 種；其次是S5 和S6 均有15 種；S1 和S4 有14 種；S2 的種類最少，有11 種（圖2）。調查流域內分布最廣的是浮游幼體、原生動物和輪蟲類，出現率為100%；橈足類和枝角類2 種浮游動物也有較高的出現率，均為83.33%；介形類出現率為50.00%。

圖2 雅寨流域浮游動物各類群種類數的空間分布

2.4 底 棲動物本 次 調 查 共 采 集 到 底 棲 動 物4 類，14 種。節肢動物有6 種，占總種數42.86%；軟體動物有5 種，占總種數的35.71%；環節動物有2 種，占總種數的14.29%；扁形動物有1 種，占總種數的7.14%。各調查站位中，S6 種類數有11 種；S5 有3 種；S2 和S3 均有2 種；S1 和S4 有1 種。節肢動物在各調查站位中出現率為100%，環節動物和軟體動物出現率均為33.33%，扁形動物出現率為16.67%。

2.5 水生維管束植物本次實地調查結果顯示水生維管束植物18 科，48 種，其中，禾本科植物種類最多，為12 種，占鑒定種類的25%；菊科次之，為10 種，占總種類的21.3%；其他科種類均少于5 種。在調查站位中，S1 鑒定種類最多，為21 種；S2 有17 種；S3 有15 種；S4 有19 種；S5 有16 種；S6 種類最少，為10 種。主要優勢種類包括雨久花科的鳳眼藍（Polygonum hydropiper）、莧科的空心蓮子草，禾本科的芒（Miscanthus sinensis）、菊科的假 臭 草（Praxelis clematidea）等，以 濕 生 植 物為主。

2.6 雅寨水域魚類資源現狀在評價區域共采集到魚類1 078 尾，總計113.5 kg。采集到的魚類隸屬12 目41 科68 屬82 種，調查所采集到的魚類情況詳見圖3 和表3，其中，鱸形目和鯉形目的數量最多，分別占到總數的45%和27%。

圖3 雅寨流域魚類區系構成（目級）

表3 雅寨流域各調查站位魚類種類組成

續表3

續表3

2.6.1主要優勢物種調查根據優勢種判定方法，對雅寨流域調查到的魚類進行優勢種種類構成及優勢度分析，共有廣東魴、鯉、條紋狹鰕虎魚、尼羅羅非魚、黑點無須魮、晴斑阿胡鰕虎魚、鯔、齊氏羅非魚、長棘銀鱸、黃尾鲴、紋唇魚、?、馬那瓜麗體魚13 種優勢種，其中，尼羅羅非魚、黑點無須魮、齊氏羅非魚和花身副麗魚4 種為外來魚類。在資源量上，以鯉、鲇、草魚、鰱、鯪、青魚、革胡子鲇、尼羅羅非魚等捕獲量最大（表4）。

表4 調查流域數量最多的10 種魚類

根據對當地漁民的詳細詢問和查詢資料，調查河段無珍稀種和特有種的越冬場存在。調查過程中采集到的魚卵和仔魚主要為紋唇魚、馬口魚等常見本土種和黑點無須魮、尼羅羅非魚、云斑尖塘鱧、齊氏羅非魚等外來種。

2.7 雅寨流域水生生物物種多樣性萬泉河雅寨段各調查點位浮游植物Shannon-Wiener 生物多樣性指數（H）在3.32～3.85 之間波動，平均值為3.50；Pielou's 均勻度（J）在0.81～0.87 之間，平均值為0.84。浮游動物Shannon-Wiener 多樣性指數（H）變化范圍在1.93～3.74 之間，平均值為2.82；Pielou's 均勻度（J）范圍在0.51～0.92 之間，平均值為0.73。大型底棲生物Shannon-Wiener 多樣性指數（H）在0.68～1.75 之 間 波 動，平 均 為1.01；Pielou's 均勻度（J）范圍在0.40～1.00 之間，平均值為0.71。萬泉河雅寨河段魚類資源較為豐富，魚類 Shannon-Wiener 多 樣 性 指 數（H）為 5.662，Pielou's 均勻度（J）為0.891，豐富度指 數（D）為8.040。

3 討 論

3.1萬泉河雅寨流域水質特點與浮游植物關系

浮游植物是水域中的初級生產者，對維持水域環境生態平衡起著重要的作用，其種類組成和物種的豐富度是水域生態系統重要的生物學指標。浮游生物的群落組成反應了水體所處的營養化狀態[24]，藻類的數量和種類在一定程度上可以直接反應水體污染狀況，其中，中營養化和富營養化水體中綠藻門和硅藻門種類占比較大[25]。此次調查結果說明雅寨流域浮游植物多樣性指數（H）和均勻度（J）均屬于較高水平狀態，水域浮游植物生長分布比較均勻，水域生態環境適宜生物生長繁殖；但在此次調查的浮游植物組成中，綠藻門占總種數的40.80%；硅藻門占總種數的32.85%，也有較大量藍藻存在，比如平裂藻、微囊藻、魚腥藻等，說明萬泉河雅寨流域處于富營養化狀態，對水域的生態環境狀況評估需持續跟蹤進行。

3.2 萬泉河雅寨段水生生物多樣性分析水生生物的分布與水環境質量密切相關，水生生物成為評價水環境質量的重要標準[26]。生物多樣性指數可以在一定程度反映水體水質情況，水體水生生物群落結構越復雜，穩定性越高，水質越好；均勻度指數也是反映生物群落結構特征的重要指標[27]。根據陳清潮等[28]提出的生物多樣性閾值評價標準，對萬泉河雅寨段浮游動植物、底棲動物、魚類多樣性進行評價。根據調查結果，萬泉河雅寨段浮游植物、浮游動物和底棲動物的多樣性指數和均勻度指數均表明萬泉河雅寨流域的水質總體上呈良好狀態，水生生物群落結構較為穩定，水生生物多樣性豐富。

3.3萬泉河雅寨流域魚類種類及多樣性分析

此次調查河段魚類資源豐富度較高，群落較為完整，生物多樣性較高，但從漁獲物數量來看，珍稀、特有和瀕危魚類的數量較少。生物入侵將會嚴重破壞全球生態系統結構和功能，魚類入侵大多是由有意引種或者隨有意引種的無意帶入造成的，入侵種進入水域系統后將會與土著魚類競爭生態位，嚴重破壞魚類種群結構[29]。胡國成等[30]的研究結果表明羅非魚、云斑尖塘鱧、下口鲇等外來魚類會直接捕食本地土著魚類的魚卵和幼魚，影響本土魚類的生存和種群延續，降低了物種多樣性，改變了捕食地水域生態系統的結構和功能。本次調查研究結果表明，羅非魚、云斑尖塘鱧為萬泉河雅寨流域優勢種，因此，筆者推測羅非魚、云斑尖塘鱧的成功入侵可能破壞了萬泉河雅寨流域原有魚類結構。同時，由于萬泉河雅寨流域魚類資源缺乏前期的研究基礎，黑點無須魮、齊氏羅非魚和花身副麗魚是否同樣作為入侵種出現在萬泉河流域也值得進一步關注。

為保護萬泉河水產種質資源保護區水生生物多樣性資源，筆者建議：（1）應加強萬泉河中上游生境保護，水生生物多樣性的監測管理；（2）加強漁政隊伍建設，落實涉水工程的漁業保護措施；（3）實施萬泉河流域禁漁期制度，控制漁業捕撈強度，遏制非法捕撈行為，積極開展漁業資源增殖放流活動；（4）建立生物多樣性保護技術監測體系。