綽爾河魚類群落結構及生物多樣性研究

包洪福,姜 昊,蔡躍平,丁少波,張 楠

(1.北京中環格億技術咨詢有限公司,北京 100012:2.水電水利規劃設計總院,北京 100120:3.樂山中電建生態環保科技有限公司,四川樂山 614000)

淡水魚類作為淡水生態系統的重要組成部分,面臨著日趨嚴重的氣候變化、棲息地退化、生物入侵和過度捕撈等壓力,受到巨大的威脅[1]。為保護魚類及其生態系統,迫切需要了解淡水魚類群落結構、資源分布、生態習性、生物多樣性、生境適宜性等信息,從而為提出有針對性、有效的保護對策提供科學依據。目前,魚類群落結構及其生物多樣性研究主要集中在長江、黃河、瀾滄江等江河及其支流[2-8],而對一些中小型河流的關注度較低。

綽爾河為內蒙古自治區第二大河流、嫩江右岸一級支流,河流全長501.7 km,流域面積17 736 km2。綽爾河河源至廣門山之間為上游林區段,屬山岳地區;廣門山至茂林格爾大橋之間為中游半農半牧區,屬丘陵地區;茂林格爾大橋以下為下游農區段,屬平原地區[9]。綽爾河水量充沛,蜿蜒曲折,生境類型豐富多樣。

目前,綽爾河已建有綽勒水利樞紐工程,在建水利工程有文得根水庫。因水利水電工程建設運行而引起的河流水文情勢改變、阻隔效應、生境破碎化等對魚類群落結構、資源分布和生物多樣性會產生顯著影響[10]。李蘅等[11]1991年對綽爾河流域魚類區系組成及分布的調查發現綽爾河有41種魚類分布,由6大區系復合體組成。依據《引綽濟遼工程環境影響報告書》[12],2011年綽爾河采集到魚類31種,調查到魚類39種。目前雖有部分綽爾河魚類資源調查資料,但對水利工程建設運行導致生境改變后綽爾河魚類群落結構、資源現狀和生物多樣性仍不清楚。筆者于2022年5—6月對綽爾河魚類資源進行了現狀調查,并結合歷史調查資料,分析了綽爾河魚類群落結構、區系組成、生態類型、資源分布和生物多樣性,并針對魚類資源變化趨勢,提出了魚類資源保護建議,以期為綽爾河魚類資源的保護和恢復提供參考。

1 材料與方法

1.1 魚類樣本采集2022年5—6月,在綽爾河上游柴河(CH),中游文得根(WDG)和綽勒水庫(CLSK),下游烏蘭(WL)和綽爾河與嫩江匯河口(HHK)共設置5個調查斷面采集魚類(圖1)。通過在各調查斷面布設刺網和地籠網對魚類進行采集;刺網長50 m,高1.5～2.0 m,網孔大小分別為2、3和5 cm;地籠網長15.00 m,高0.30 m,寬0.35 m。每個調查斷面共布設刺網3個、地籠網1個,放置時間約14 h。采集到的樣本參考《東北地區淡水魚類》[13]、《中國動物志:硬骨魚綱 鯉形目》(中卷)[14]、《中國動物志:硬骨魚綱 鲇形目》[15]等進行種類鑒定,并對魚類全長(精確到 0.1 cm)、體長和體重(精確到0.1 g)進行測量,統計魚類個體數量。

1.2 數據分析根據此次魚類調查成果,并結合李蘅等[11]對綽爾河流域魚類區系組成及分布區域的初步調查以及《引綽濟遼工程環境影響報告書》[12]中2011年對綽爾河魚類的調查成果,整理匯總綽爾河魚類組成和分布,并對魚類區系組成進行了分析。重點保護魚類等級依據《國家重點保護野生動物名錄》;瀕危等級和魚類種名分別依據《中國脊椎動物紅色名錄》[16]和魚類研究數據庫FishBase(www.fishbase.org)確定。

圖1 魚類資源現狀調查斷面示意Fig.1 The survey sections of fish resource status

采用Shannon-Wiener多樣性指數(H′)[17]、Margalef豐富度指數(D)[18]和Pielou均勻度指數(J′)[19]分析綽爾河魚類生物多樣性,計算公式如下:

H′=-∑Piln(Pi)

(1)

D=(S-1)/lnN

(2)

J′=H/lnS

(3)

式中:Pi為第i個物種所占的數量百分比;N為漁獲物個體總數;S為物種數。

2 結果與分析

2.1 魚類群落結構結合歷史資料和此次調查結果,綽爾河共分布有魚類67種,隸屬于7目16科46屬。其中鯉形目種類數最多,有46種,占綽爾河魚類總種數的68.65%;鮭形目和鱸形目種類數次之,均為6種,占綽爾河魚類總種數的8.96%;鲇形目、鲉形目、鱈形目和七鰓鰻目種類數較少,分別為5種(7.46%)、2種(2.99%)、1種(1.49%)和1種(1.49%)。鯉形目魚類中鯉科魚類較多,有39種,占比84.78%,而鰍科魚類僅7種,占比15.22%(表1)。分布有國家Ⅱ級保護魚類3種,包括雷氏七鰓鰻、哲羅鮭和細鱗鮭;分布有瀕危種(EN)細鱗鮭1種,易危種(VU)雷氏七鰓鰻、懷頭鲇、哲羅鮭和黑龍江茴魚4種(表2)。

2.2 魚類區系組成及分布特征依據李思忠[20]對中國淡水魚類的分布區劃,綽爾河屬于北方區黑龍江亞區。該亞區由典型的北方冷水性種類、北方平原種類、華東江河平原種類和一些特有種類組成。綽爾河魚類由北極淡水復合體(BJDS)、北方山地復合體(BFSD)、北方平原復合體(BFPY)、古第三紀后殘余魚類復合體(GDSJ)、華東平原江河復合體(HDPY)和印度平原復合體(YDPY)6大魚類區系組成。華東平原江河復合體和古第三紀后殘余魚類復合體魚類種類數最多,均為20種,占比29.85%;北方平原復合體魚類種類數次之,12種,占比17.91%;北方山地復合體和印度平原復合體魚類種類數均為7種,占比10.45%;北極淡水復合體種類僅有江鱈1種,占比1.49%(圖2A)。北極淡水復合體和北方山地復合體魚類主要分布于綽爾河中上游文得根水庫及以上河段;華東平原江河復合體和印度平原復合體魚類主要分布于中下游綽勒水庫及以下河段;古第三紀后殘余魚類復合體和北方平原復合體魚類在整個綽爾河均有分布。珍稀保護魚類(包括VU、EN)主要分布于綽爾河上游河段,包括雷氏七鰓鰻、細鱗鮭、黑龍江茴魚等。

表1 綽爾河魚類分類及其占比Table 1 The classification and proportion of fishes in the Choer River

1991—2022年3次調查分別采集到40、39和37種魚類,其中2011和2022年調查到,但在1991年未調查到的種類有12種。從空間分布來看,結合2011年調查結果,柴河、文得根、綽勒水庫、烏蘭和匯河口分別分布有14、13、22、21和33種魚類。從綽爾河上游至河口魚類種類數總體上呈現遞增的趨勢(表2)。

表2 綽爾河魚類種類組成、分布、生態習性和瀕危狀況Table 2 Species composition, distribution, ecological types and endangered status of fish in the Choer River

接下表續表2

接下表續表2

圖2 綽爾河魚類區系組成和生態習性Fig.2 Faunal composition and ecological habits of fish in the Choer River

2.3 魚類生態類型綽爾河魚類喜靜緩流水生境的魚類(L)最多,有50種,占比74.63%,而喜急流水生境的魚類(R)有10種,占比14.93%;廣泛適應于靜緩流和急流水生境的魚類(EU)有7種,占比10.44%(圖2B)。在食性方面,雜食性魚類(O)種類數量最多,有42種,占比62.69%;魚食性魚類(C)次之,有11種,占比16.42%;植食性(H)和底棲無脊椎動物食性魚類(ZB)種類數均為6種,占比8.95%;浮游動物或植物食性魚類(Z)最少,僅2種,占比2.99%(圖2C)。在繁殖習性方面,產黏沉性卵魚類(SDE)種類最多,有30種,占比44.78%;粘草產卵魚類(SGE)、產漂流性卵魚類(DRE)、特殊產卵類型魚類(SSE)種類數相差不大,分別為13、11和10種,分別占19.40%、16.42%和14.92%;產浮性卵種類(SPE)僅3種,占比4.48%(圖2D)。在洄游習性方面,洄游性魚類(MF)有8種,占比11.94%;定居性魚類(IF)59種,占比88.06%(圖2E)。在個體大小方面,小型魚類(SSF)和超小型魚類(SF)合計40種,占比59.70%;中型(MSF)和大型魚類(LSF)分別有19和8種,占比分別為28.36%和11.94%(圖2F)。

2.4 魚類資源現狀2022年在5個調查斷面共采集到魚類1 249尾,共37種,隸屬5目10科31屬。共采集到國家Ⅱ級保護動物雷氏七鰓鰻11尾、細鱗鮭2尾。其中,重量占比較高的有大鱗鲴(Xenocyprismacrolepis)、鯽(Carassiusauratus)、鲇(Silurusasotus)、拉氏鱥(Rhynchocyprislagowskii)、瓦氏雅羅魚(Leuciscuswaleckii)、鱖(Sinipercachuatsi)和花魤骨(Hemibarbusmaculatus);數量占比較高的有北方花鰍(Cobitisgranoei)、拉氏鱥、麥穗魚(Pseudorasboraparva)、大鱗鲴、鯽、(Hemiculterleucisculus)和犬首鮈(Gobiocynocephalus)。漁獲物中優勢種類為拉氏鱥、大鱗鲴、鯽、麥穗魚和北方花鰍(表3)。

表3 綽爾河魚類群落結構Table 3 Composition of fish community in the Chaor River

2.5 生物多樣性基于2022年調查數據,綽爾河Shannon-Wiener多樣性指數為2.87,Margalef豐富度指數為5.05,Pielou均勻度指數為0.79。由此可見,綽爾河魚類Margalef豐富度和Shannon-Wiener多樣性指數總體較高(表4)。

基于綽爾河上、中和下游不同河段漁獲物數據,上中下游Shannon-Weiner多樣性指數變化范圍為1.63～2.57;Margalef豐富度指數變化范圍為1.64～4.68;Pielou均勻度指數變化范圍為0.68～0.79。各多樣性指數自上游至下游均呈現遞增的趨勢(表4)。

表4 綽爾河魚類生物多樣性Table 4 The biodiversity of fish in the Choer River

3 討論

3.1 魚類資源現狀及變化趨勢現狀調查到魚類37種,隸屬5目10科31屬,調查到國家 Ⅱ 級保護動物雷氏七鰓鰻和細鱗鮭2種;漁獲物中優勢種類為拉氏鱥、大鱗鲴、鯽、麥穗魚和北方花鰍。相較于1991年[11]及2011年[12]調查到的40和39種,2022年調查到的綽爾河魚類種類數相差不大。雷氏七鰓鰻、哲羅鮭、細鱗鮭、江鱈、黑龍江茴魚等珍稀保護魚類以及四大家魚等大中型經濟魚類在綽爾河資源量均顯著降低。漁獲物中珍稀保護和經濟魚類所占比例很小,有的種類甚至難以采集到樣本,比如哲羅鮭、黑斑狗魚和黑龍江茴魚。此外,綽爾河魚類具明顯的小型化趨勢,漁獲物中優勢種類主要以小型魚類為主。總體來看,綽爾河魚類資源呈衰退趨勢,主要體現在珍稀特有魚類和經濟魚類在漁獲物中比例很小,魚類小型化趨勢明顯。過度捕撈和水利工程的建設運行可能是綽爾河魚類資源呈衰退趨勢的主要原因之一。

3.2 魚類區系組成及分布特征依據李思忠[20]對中國淡水魚類的分布區劃,綽爾河屬于北方區黑龍江亞區。該亞區由典型的北方冷水性種類、北方平原種類、華東江河平原種類和一些特有種類組成[21]。綽爾河魚類由北極淡水復合體、北方山地復合體、北方平原復合體、古第三紀后殘余魚類復合體、華東平原江河復合體和印度平原復合體6大魚類區系組成,與歷史上綽爾河魚類區系組成差異不大。

綽爾河生境類型多樣,為魚類提供了豐富的棲息場所。上游河段為典型的山區,底質以卵石、塊石和基巖為主,河道較窄,坡降較大,水流湍急;下游河段地形為綽爾河出口河谷的沖積扇與冰川及河流沉積區,地勢平坦,河寬,坡降較小,水流平緩,底質以礫石和泥沙為主;中游河段為上下游過渡丘陵區。為適應不同河段生境類型,綽爾河魚類呈現出明顯的分布特點。中上游河段主要分布有北極淡水和北方山地復合體魚類,比如細鱗鮭、哲羅鮭、江鱈、北方須鰍等種類;中下游河段主要分布有華東和印度平原復合體魚類,比如馬口魚、、黃顙魚、烏蘇擬鲿等種類。古第三紀后殘余魚類復合體和北方平原復合體魚類在整個綽爾河均有分布。

3.3 魚類生物多樣性基于2022年調查數據,綽爾河Shannon-Wiener多樣性指數、Margalef豐富度指數、Pielou均勻度指數分別為2.87、5.05和0.79。綽爾河生物多樣性高于長江安慶新洲段[3]、長江湖口段[4]、漢江支流任河[22]和堵河[23]、黃河蘭州段[7]和黑龍江省穆棱河流域[24],低于金沙江巧家江段[2]、長江支流南廣河[5]和海南島南渡江[25]。整體來看,綽爾河魚類Margalef豐富度指數和Shannon-Wiener多樣性指數較高。

綽爾河生物多樣性指數自上游至下游呈現遞增的趨勢。一方面,綽爾河上游水溫較低,水流較為湍急,餌料生物匱乏,生存環境較為惡劣,導致上游魚類種類較少,生物多樣性較低;中下游魚類生存環境逐漸改善,生物多樣性逐漸升高。另一方面,受綽勒水庫阻隔的影響,下游魚類難以上溯至中上游水域,導致中上游生物多樣性較下游低。

3.4 魚類資源保護建議綽爾河作為內蒙古第二大河流和嫩江一級支流,對于維護黑龍江流域生物多樣性具有重要作用。現階段綽爾河魚類資源呈衰退趨勢,小型化明顯,迫切需要采取相應的保護措施保護魚類生物多樣性,逐步恢復其資源。為達到以上目標,現提出以下建議:①加強漁政管理,嚴厲打擊禁漁期非法捕撈,限制捕撈強度和規格;加強魚類保護宣傳,提高公眾魚類保護意識。②通過在綽勒水庫和文得根水庫建設或補建過魚設施恢復綽爾河河流連通性,滿足魚類洄游或遷移需求,以增殖魚類資源和滿足魚類遺傳交流需要。③開展魚類增殖放流,補充綽爾河魚類資源,放流對象以哲羅鮭、細鱗鮭、江鱈、黑龍江茴魚等珍稀保護魚類為主。④開展科學研究,以突破江鱈、黑龍江茴魚全人工繁殖技術為主。