長江中游黃石江段三種不同類型河道中仔魚空間分布研究

胡興坤，高 雷，楊 浩1,，劉紹平，段辛斌，陳大慶

(1.華中農(nóng)業(yè)大學水產(chǎn)學院，武漢 430070；2.中國水產(chǎn)科學研究院長江水產(chǎn)研究所，武漢 430223)

長江中游黃石江段三種不同類型河道中仔魚空間分布研究

胡興坤1，2，高 雷2，楊 浩1,2，劉紹平2，段辛斌2，陳大慶2

(1.華中農(nóng)業(yè)大學水產(chǎn)學院，武漢 430070；2.中國水產(chǎn)科學研究院長江水產(chǎn)研究所，武漢 430223)

仔魚；空間分布；河道類型；發(fā)育期

仔魚是魚卵經(jīng)孵化出膜后，直至開始出現(xiàn)鱗片，由內(nèi)源性營養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥庠葱誀I養(yǎng)的發(fā)育階段個體[1]。魚類早期發(fā)育階段的個體自產(chǎn)卵場向下游育幼場的漂流，能夠保證魚類種群在河流生態(tài)系統(tǒng)中的分布擴散[2]，對魚類的生長、存活以及種群的補充、延續(xù)有重要意義[3]。處于早期發(fā)育階段的仔魚個體由于受到外在與內(nèi)在因素的相互影響，使得不同魚類的仔魚個體在不同江段的漂流方式均不盡相同[4]，且不同發(fā)育階段的仔魚，因其游泳能力和營養(yǎng)類型都各有特點，也會對其在水體中的分布帶來不同程度的影響[1]。

河道類型一般分為順直型、彎曲型、分汊型和磯頭型4種類型[5]。不同類型河道在流速、流態(tài)和能量坡降等方面均呈現(xiàn)一定的差異性，從而對魚類早期資源發(fā)育帶來不同的影響，一般來說，彎曲型、分汊型和磯頭型河道更能為魚類的棲息和繁殖提供有利的條件[6]。目前國內(nèi)外學者對仔魚空間分布特征的研究主要集中在對單個斷面兩岸與江心、表層與中層仔魚密度的比較[7-10]，而對不同離岸距離、水深的仔魚空間分布和不同河道類型對其分布的影響，以及不同發(fā)育階段仔魚棲息環(huán)境變化特點的研究相對較少。

航道整治等涉水工程建設在一定程度上會破壞魚類棲息地，研究仔魚在不同河道類型中的分布情況，可以有效評估航道整治等涉水工程對仔魚的影響作用。因此，在不同河道類型江段開展仔魚空間分布的研究，能為魚類早期資源科學評估、航道整治等涉水工程建設、水生生態(tài)修復措施的制定提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查區(qū)域及采樣點設置

2016年6月10-15日，在長江中游黃石江段(29° 94′～30° 05′N、115° 31′～115° 42′E)選取分汊型河道(A)、順直型河道(B)和彎曲型河道(C)三種不同類型的河道開展仔魚空間分布研究。每個河道類型從右岸向左岸依次設置5個采樣點，其中在分汊型河道(A)增設1個采樣點。每個采樣點設置表層、中層和底層3個采樣水層。采樣斷面和采樣點的設置和分布見圖1。

圖1 長江中游黃石段采樣斷面和采樣點分布圖Fig.1 Distribution of the sampling sections and sites at Huangshi section in the middle reaches of the Yangtze river

1.2 樣品采集及處理

使用圓錐網(wǎng)(網(wǎng)長2.5 m，網(wǎng)目50目，網(wǎng)口面積0.19 m2)在機動船水平拖拽下對仔魚進行定點采集。每個類型河道進行連續(xù)兩天的采樣調(diào)查(均在上午8：00-12：00)，第一天從右岸開始依次向左岸采樣，第二天從左岸開始依次向右岸采樣。調(diào)查時分別對每個采樣點的表層、中層、底層采樣(進行1次重復)，每個水層每次采集時間為5 min。采樣期間使用流速儀(LS45A型)測量網(wǎng)口江水流速，累計采樣96次。

將采集到的仔魚用5%的中性福爾馬林溶液保存。實驗結束后，在解剖鏡(OLYMPUS SZX16)下對仔魚進行種類及發(fā)育期的鑒定，仔魚的鑒定方法參照易伯魯?shù)萚11]、曹文宣等[12]，發(fā)育期的劃分參照Kendall等[13]、曹文宣等[12]。

1.3 數(shù)據(jù)處理及分析

將仔魚數(shù)量標準化為密度表示，計算公式為：

ρ=N/(S×V×T)

式中ρ為仔魚密度；N為仔魚數(shù)量；S為圓錐網(wǎng)網(wǎng)口面積(m2)；V為水流速度(m/s)；T為采樣時間(s)[11]。

仔魚相對重要性指數(shù)(Index of Relative Importance，IRI)計算公式為：

IRI=N×F×10 000

式中N為某種仔魚數(shù)量百分比，F(xiàn)為其出現(xiàn)頻率。依據(jù)相對重要性指數(shù)(IRI)將仔魚種類分為：優(yōu)勢種(IRI≥100)，常見種(IRI≥10)和少見種(IRI<10)[14]。

不同采樣點、水層間的仔魚密度差異采用單因素方差分析(Analysis of Variance，ANOVA)。使用PRIMER6.0中等級聚類分析方法分析各發(fā)育階段仔魚空間分布的相似性[15]。數(shù)據(jù)和圖像使用Excel、SPSS進行處理和分析。

2 結果與分析

2.1 仔魚種類組成

表1 2016年長江中游黃石段仔魚種類組成Tab.1 Species composition of fish larvae in Huangshi section, 2016

續(xù)表1

表2 黃石江段不同類型河道仔魚種類組成Tab.2 Species composition of fish larvae of three river patterns in Huangshi section

2.2 三種類型河道仔魚的空間分布

2.2.1 三種類型河道仔魚的總體分布

對三種類型河道仔魚分布進行調(diào)查研究，三種類型河道仔魚的平均密度為(2.03±1.46)ind/m3。其中彎曲型河道仔魚平均密度最大，為(2.34±1.10)ind/m3；分汊型河道次之，為(1.97±2.03)ind/m3，順直型河道最低，為(1.79±1.19)ind/m3。分汊型、彎曲型河道仔魚平均密度相對順直型河道較高?？傮w上，仔魚密度在近岸處最高，江心最低，并呈現(xiàn)表層>中層>底層的特點，且密度越高的點，密度差異越明顯(表3)。

表3 仔魚在不同采樣點、水層的平均密度及平均流速Tab.3 The average velocities and densities of fish larvae in different sampling sites and water layers

注：結果為平均值±標準差(Mean±SD)

2.2.2 仔魚的水平分布

黃石江段三種類型河道中，分汊型河道左岸采樣點密度最高，為(5.42±4.68)ind/m3，順直型河道江心采樣點密度最低，為(0.53±0.54)ind/m3(表3)。分汊型河道仔魚密度在近岸處最高，以沙洲兩側采樣點仔魚密度最低(分別為(0.62±0.08)ind/m3、(0.71±0.20)ind/m3)；順直型河道仔魚密度隨采樣點離岸距離的增加而呈下降的趨勢；彎曲型河道仔魚密度在各采樣點間差異不明顯，且在采樣點1(彎道內(nèi)彎處)的分布最少，密度為(0.93±0.56)ind/m3(圖2)。

除回水區(qū)外(分汊型河道沙洲右側)，近岸處的江水流速較慢，且越往江心流速越快(圖2)。將各采樣點仔魚密度與江水流速進行相關性分析，根據(jù)散點圖用指數(shù)函數(shù)進行擬合，得到仔魚密度(ρ)與江水流速(V)的關系為：

ρ= 1.042 7V-0.976,r=-0.504；n=14(P=0.067)

圖2 三種河道類型不同采樣點仔魚的平均密度變化Fig.2 The variations of density of fish larvae in different sampling sites of three river patterns

方差分析表明,分汊型河道右岸、左岸采樣點仔魚密度與其它采樣點間均存在顯著性差異(P<0.05)，其他各采樣點間均無顯著性差異(P>0.05)。順直型河道右岸、左岸采樣點與江心存在顯著性差異(P<0.05)。彎曲型河道各采樣點間無顯著差異(P>0.05)(表4)。

表4 三種河道類型仔魚密度在水平分布上的差異Tab.4 The discrepancy of horizontal distribution of fish larvae density of three river patterns

注：表中同列數(shù)字上標有不同字母表示有顯著差異性(P<0.05)，下同

2.2.3 仔魚的垂直分布

三種類型河道仔魚密度總體呈現(xiàn)表層>中層>底層的特點，其中表層平均密度為(3.20±2.51)ind/m3，中層為(1.69±1.35)ind/m3，底層為(1.20±1.20)ind/m3。分汊型河道沙洲兩側采樣點的各水層仔魚密度較為接近，彎曲型河道彎道內(nèi)彎處的仔魚密度以中層最高(表3)。

對三種類型河道不同水層間的仔魚密度進行差異性比較(ANOVA)，分汊型河道表層與中層、底層的仔魚密度均存在顯著性差異(P<0.01)；順直型河道表層與底層間存在顯著性差異(P<0.05)；彎曲型河道各水層間無顯著性差異(P>0.05)(表5)。

表5 三種河道類型仔魚密度在垂直分布上的差異Tab.5 The discrepancy of vertical distribution of fish larvae density of three river patterns

2.3 主要類群魚類仔魚的空間分布

圖3 主要類群魚類仔魚的空間分布特征Fig.3 The characteristic of spatial distribution of fish larvae of major species

2.4 不同發(fā)育階段仔魚的空間分布

不同發(fā)育階段仔魚的空間分布差別較大。水平分布上，鰾雛形期階段的仔魚主要分布在江心1/2處，卵黃吸盡期及其后階段的仔魚傾向于分布在近岸處，且分布密度呈現(xiàn)隨采樣點離岸距離的增加而呈下降的趨勢；垂直分布上，卵黃吸盡期階段的仔魚傾向于在中底層集中，脊索彎曲期階段的個體傾向分布在表層，其余發(fā)育階段的仔魚在各水層比例相近(圖4)。

圖4 不同發(fā)育階段仔魚在空間分布上的特征Fig.4 The variations of fish larvae of different development period in spatial distribution

3 討論

3.1 長江中游魚類早期資源現(xiàn)狀

3.2 不同河道類型仔魚的空間分布特征

三種類型河道下的仔魚密度存在著一定的差異，主要是受不同河道類型下的水體流速、流態(tài)差異的影響[12]。本研究中，順直型河道仔魚平均密度低于分汊型和彎曲型河道，可能是由于順直型河段的流速沿橫斷面分布較均勻，生物多樣性差，而分汊型、彎曲型河道水體流速、流態(tài)以及地形相對較為復雜，為有不同需求的生物提供了適宜的條件[6]。這也表明了分汊型和彎曲型河道相對于順直型河道更容易成為魚類的育幼場。

在水平方向上，黃石江段仔魚密度總體呈現(xiàn)隨采樣點離岸距離的增加而下降的趨勢，這與江津江段[20]以及監(jiān)利江段[8]的研究結論一致。易伯魯?shù)萚11]認為魚苗密度的不同是由于斷面各點的流速差異所導致的。本研究中發(fā)現(xiàn)各采樣點仔魚密度與流速成負相關關系，這與常劍波等[7]在洪湖江段的調(diào)查結論一致。在垂直方向上，黃石江段仔魚具有較明顯的分層現(xiàn)象，且傾向于分布在水體中上層，與李世健等[8]對監(jiān)利江段的研究結論不一致，這可能是因為監(jiān)利江段調(diào)查中設置的采樣水層較淺所致。仔魚傾向于分布在近岸處的水體中上層，表明這些水域是魚類育幼場的主要分布區(qū)。

3.3 不同發(fā)育階段仔魚的空間分布特征

不同發(fā)育階段的仔魚在空間分布上一般會呈現(xiàn)一定的差異[1]。本研究中，仔魚總體上在卵黃吸盡期開始傾向于分布在近岸處淺水區(qū)。葛珂珂等[22]調(diào)查發(fā)現(xiàn)刀鱭仔魚在前彎曲期時開始傾向于向淺水區(qū)移動。宋超等[15]對象山港藍點馬鮫仔稚魚分布的研究也呈現(xiàn)了這一分布模式。殷名稱[1]認為這種差異可能與不同發(fā)育期仔魚的游泳能力和攝食能力有關。早期階段仔魚(卵黃吸盡期之前)的游泳能力較弱，主要在水流作用下漂流；隨著生長發(fā)育，仔魚開始建立巡游模式，游泳能力逐漸增強，對生境具有一定的選擇能力，逐漸向較淺水域和中上層移動[1,23]；同時卵黃吸盡期后階段的仔魚，開始轉(zhuǎn)向外界攝食，需要向浮游生物多的中上層及近岸處活動。

3.4 小結

本研究對三種不同類型河道(分汊型、順直型和彎曲型)中仔魚的空間格局開展了調(diào)查?？臻g分布上，仔魚傾向于分布在近岸處的水體中上層，而這一區(qū)域更容易受到人類活動的干擾，注重對這一區(qū)域的關注，對保護魚類早期資源具有重要意義。在航道整治等工程建設中，應采取生態(tài)護岸、恢復植被等措施，以保護魚類的育幼場[24]。

不同河道類型中，仔魚傾向分布在分汊型和彎曲型河道。航道整治等涉水工程中的疏浚、裁彎取直等措施會對漁業(yè)資源、水生生物多樣性造成不利影響[24]，同時施工期帶來的污染等因素也會對施工江段仔魚造成影響。因此，在航道整治等工程建設中，應該重點考慮分汊型和彎曲型河道，合理施工，開展生境修復工作，以降低工程建設對仔魚的影響。

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StudiesonspatialdistributionoffishlarvaeinthreechannelpatternsintheHuangshisectionofmiddleYangtzeRiver

HU Xing-kun1,2，GAO Lei2，YANG Hao1,2，LIU Shao-ping2，DUAN Xin-bin2，CHEN Da-qing2

(1.CollegeofFisheries，HuazhongAgriculturalUniversity，Wuhan430070,China；2.YangtzeRiverFisheriesResearchInstituteofChineseAcademyofFisheryScience，Wuhan430223,China)

Spatial distribution of fish larvae were compared among three watercourses with different patterns as meander, bifurcation and straight in the Huangshi section of the Middle Yangtze River.A total of 12 331 fish larvae were collected from June 10 to 15 in 2016, and identified to 25 species, 7 families, 5 orders.The dominant species wereHemiculterbleekeri(accounted for 89.4% of the total numbers),Parabramispekinensis(4.6%) andRhinogobiussp.(1.6%).The average highest density of larvae was observed in the meander watercourse (2.34±1.10 ind/m3), and then in the bifurcation (1.97±2.03 ind/m3) and the straight (1.79±1.19 ind/m3) watercourse.The characteristics of the spatial distribution for fish larvae in the three watercourse were similar, which the nearshore had the highest density of larvae whereas the middle had the lowest in horizontal distribution, and the surface water layers had the highest whereas underlying the lowest in vertical distribution.The distributions of larvae with different development stages across the river and water layers were also analysed, and indicated that larvae of the yolk exhausting stage preferred to live around the shallow water in the near shore.The results showed that the inshore waters of the meander and bifurcation watercourse were the main distribution areas of fish larvae in the Yangtze River, and protection problems should be carefully considered for near-shore project in fish breeding season.

fish larvae; spatial distribution; river patterns; developmental phase

2017-06-02；

2017-08-23

國家自然科學基金( 51579247，31602161)；農(nóng)業(yè)部項目“長江中上游重要漁業(yè)水域主要經(jīng)濟物種產(chǎn)卵場及洄游通道調(diào)查”

胡興坤(1992- )，男，碩士研究生，主要從事漁業(yè)資源與環(huán)境方面研究。E-mail：1296754220@qq.com

陳大慶。E-mail：chdq@yfi.ac.cn

S932.4

A

1000-6907-(2017)06-0065-09