坪上泉域魚類種群結(jié)構(gòu)及生物多樣性分析

張大偉，梁文明，張元，崔松林

（1.山西省水產(chǎn)育種養(yǎng)殖科學(xué)實驗中心，山西 清徐 030400；2.山西省水產(chǎn)科學(xué)研究所，山西 太原 030006）

坪上泉域位于山西省忻州市五臺縣南部約30km的滹沱河與清水河匯合處的河谷中，由4個泉組成[1]。其中滹沱河干流上有甲子灣、水泉灣、段家莊3個泉組，多年平均流量為16.43m3/s；滹沱河河段由上游補給河水和坪上泉泉水匯集而成，一般水溫在13～20℃之間；清水河為李家莊泉組，多年平均流量為4.06m3/s；水溫恒定在12.5℃。它們共同組成坪上泉域[2]。近年來，坪上泉域飲水工程[3]及水電的開發(fā)利用，以及泉域上游滹沱河上有年排放污水量為13 176萬t的29處排污口[4]，嚴(yán)重污染了坪上泉域的水質(zhì)，直接影響泉域內(nèi)的魚類資源和生物多樣性。關(guān)于滹沱河干流山西段的魚類資源調(diào)查及生物多樣性評價已有報道[5-7]，但是，關(guān)于坪上泉域的魚類資源及生物多樣性卻未見報道。為了保護坪上泉域的生態(tài)環(huán)境和魚類資源及其生物多樣性，于2016年6月25日—30日和9月24日—29日調(diào)查了坪上泉域漁業(yè)資源，分析泉域滹沱河段和清水河段魚類組成、分布特征等，為泉域魚類多樣性和生態(tài)環(huán)境保護提供參考。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查區(qū)域

漁業(yè)資源調(diào)查的采樣點選擇在坪上泉域的滹沱河與清水河河谷泉水出露集中帶和河流交匯處。滹沱河采樣點為水泉灣、段家莊、紅山崖、坪上橋；清水河采樣點為胡家莊、耿家會、坪上及滹沱河與清水河交匯處（圖1），各采樣點的具體坐標(biāo)分布見表1。

圖1 坪上泉域各采樣點分布圖Fig.1 The sampling sites in Pingshang Spring Field

1.2 調(diào)查方法

依照《內(nèi)陸水域漁業(yè)自然資源調(diào)查手冊》[8]的方法采樣，主要用電捕和地籠采集魚類標(biāo)本，每一采樣點采集2、3次。采集的魚類標(biāo)本進行現(xiàn)場拍照、分類、記數(shù)，測量體長、體質(zhì)量。不易確定的種類，放入10%的福爾馬林溶液中浸泡保存，個體較大的魚先體腔內(nèi)注射一定量的固定液，再浸泡固定，帶回實驗室進行鑒定[9]。標(biāo)本鑒定主要依據(jù)參考文獻(xiàn)[10-12]。所有標(biāo)本整理編號放入標(biāo)本瓶，保存于山西省水產(chǎn)育種養(yǎng)殖科學(xué)實驗中心。

表1 坪上泉域魚類采樣點位置Tab.1 The sampling sites in Pingshang Spring Field

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法

1.3.1 魚類群落優(yōu)勢種

采用 Pinkas相對重要性指數(shù)（IRI）分析[13]：

式中，N為數(shù)量百分比；W為體質(zhì)量百分比；F為出現(xiàn)頻率。IRI值大于1000時為優(yōu)勢種，100～l000為主要種，10～100 為常見種，1～10 的為一般種，小于1的為稀有種。

1.3.2 群落多樣性

用Margalef物種豐富度指數(shù)（R）、Pielou均勻度指數(shù)（J'）和Shannon多樣性指數(shù)（H'）分析[14,15]：

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)

（H'），H'=--∑Pilog2Pi。

Pielou均勻度指數(shù)（J'），J'=-∑Pilog2Pi/log2S。

Margalef豐富度指數(shù)（R），R=（S-1）/log2N。

式中，Pi為第i種個體的重量比率，S為種類數(shù)，N為總漁獲尾數(shù)。

1.3.3 群落相似性

采用 Jaccard 相似性系數(shù)（SI）分析[16]：

式中：A和B分別為兩河段的魚類種數(shù)，C為兩河段共有的魚類種數(shù)。SI在0～0.25時，為極不相似；0.25～0.5 時，為中等不相似；0.5～0.75 時，為中等相似；0.75～1 時，為極相似。

2 結(jié)果與分析

2.1 魚類物種組成

在坪上泉域采集的魚類共有19種，隸屬4目6科，鯉科魚類最多，共10種，占總種數(shù)的53%，分布于5個亞科亞科4種，鳑鲏亞科和鯉亞科各2種，鲌亞科和雅羅魚亞科各1種，其次是鰍科3種，占總數(shù)的15%；鮭亞科、虎魚科、塘鱧科、鳉科、鲿科和鲇科各1種，各占6.4%。該泉域以鯉科魚類為主要種群。

2.2 漁獲物優(yōu)勢種

在坪上泉域滹沱河水泉灣、段家莊、紅山崖、坪上橋及清水河胡家莊、耿家會、坪上以及兩河交匯處8個采樣點共采集漁1 413尾魚，7 911.1g。漁獲物的尾數(shù)和生物量中，前3位都是達(dá)里湖高原鰍Triplophysa dalaica、拉氏Phoxinus lagowskii、鯽Carassius auratus。

綜合考慮漁獲物中不同種類的個體數(shù)、生物量、出現(xiàn)頻率和相對重要性指數(shù)（IRI）[17]，坪上泉域優(yōu)勢種魚類共有4種，為達(dá)里湖高原鰍、拉氏、鯽魚、泥鰍Misgurnus anguillicaudatus，占漁獲物總個體數(shù)的79.69%，總生物量的88.02%；主要種共有4種，分別為麥穗魚Pseudorasbora parva、濟南頜須Gnathopogon tsinanensis、棒花魚 Abbottina rivularis、中華鳑鲏Rhodeus sinensis，占漁獲物總個體數(shù)的18.33%，總生物量的10.96%；常見種3種，一般種5種，占漁獲物總個體數(shù)的1.98%，總生物量的1.01%（表 2）。

2.3 各采樣點漁獲物種類的差異

在坪上泉域滹沱河和清水河8個采樣點所獲的漁獲物中，兩河交匯處的漁獲物種類最多，為12種；滹沱河坪上橋、段家莊、紅山崖、水泉灣分別有11、10、9、7 種；清水河坪上、耿家會、胡家莊分別有6、3、3種。由表3可知，不同區(qū)域魚類種類的相似性與生態(tài)環(huán)境的相似性相關(guān)。胡家莊與耿家會的SI為0.75，為極相似，而與其他各采樣點的SI小于0.5，為中等不相似；清水河坪上與兩河交匯處及滹沱河三個采樣點的SI大于0.5，屬于中等相似；兩河交匯處與滹沱河各采樣點的SI都接近于0.5，為中等相似；滹沱河段家莊、紅山崖采樣點的SI為0.73，接近極相似。

2.4 各采樣點漁獲物的多樣性分析

坪上泉域8個采樣點漁獲物的平均多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和豐富度指數(shù)分別為1.68、0.59和0.89。其中段家莊的多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)最高，兩河交匯處豐富度指數(shù)最高?？傮w來看，滹沱河各采樣點的多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)都高于清水河。除清水河耿家會、胡家莊、坪上的均勻度指數(shù)低于平均值以下，其他采樣點均在平均值以上。

表2 坪上泉域漁獲物優(yōu)勢種Tab.2 The predominant species of fish in Pingshang Spring Field

表3 坪上泉域漁獲物各采樣點的區(qū)域差異Tab.3 The differences in regional species composition in catch at Pingshang Spring Field

表4 坪上泉域各采樣點魚類物種多樣性指數(shù)Tab.4 Diversity index of fish species in sampling stations in Pingshang Spring Field

3 討論

這次調(diào)查中，坪上泉域共采集到魚類標(biāo)本4目6科19種，鯉科魚類為主要種類。泉域區(qū)域水溫低，溫度相對恒定，高原鰍和拉氏等小型魚類的種類和數(shù)量較多，為該泉域的主要魚類，經(jīng)濟魚類的種類少、數(shù)量少。

從種類和數(shù)量上來看，坪上泉域的魚類組成明顯分為滹沱河和清水河兩大區(qū)域。滹沱河自北而南穿過坪上泉域，處于該區(qū)間有38km[1]，從上游而來的河水，以及周圍巖溶泉水的補給，致使該段水量較大，漁業(yè)資源較為豐富[7]。所以各采樣點采集到的魚類種類較多，其中鯽、濟南頜須Gnathopogon tsinanensis、中華鳑鲏 Rhodeus sinensis、高體鳑鲏 R.ocellatus、黃顙魚 Pelteobagrus fulvidraco、棒花魚 Abbottina rivularis、條等魚類只在分布滹沱河，而且魚類種群數(shù)量也較大。清水河段因清水漏失胡家莊以上河段大部分為干谷，以下河段因泉水定期流出而成[1]，僅靠巖溶泉水補給。所以魚類組成比較單一，所采集的魚類主要是拉氏和達(dá)里湖高原鰍，數(shù)量也較少。

魚種類的區(qū)域相似性分析表明，魚類種類的相似性與生態(tài)環(huán)境的相似性相關(guān)。胡家莊與耿家會均在清水河水上主要由泉水補給水源，水量小，水溫低，生態(tài)環(huán)境基本一致，魚類組成簡單，漁獲物為極相似，清水河坪上與兩河交匯處及滹沱河設(shè)置的三個采樣點相連生態(tài)環(huán)境有一定的相似性，屬于中等相似。而滹沱河段家莊、紅山崖采樣點相臨均屬于峽谷型河道[2]，魚類組成相近，接近極相似。

多樣性分析表明，滹沱河段魚類的多樣性指數(shù)大于多樣性指數(shù)的均值，而清水河上個采樣點的多樣性指數(shù)均小于多樣性指數(shù)的均值。滹沱河段的采樣點處于滹沱河干流段，水量較大[2]，魚類種類和種群相對豐富。清水河段的采樣點屬于滹沱河的支流，只靠周圍巖溶泉水補給，河流流量較小[2]，魚類種類較少，豐富度也低。滹沱河和清水河交匯處附近采樣點的均勻度指數(shù)偏低，原因是兩河交匯處水流川急、水域環(huán)境的穩(wěn)定性相對較差，雖然魚類種類數(shù)較多，豐富度指數(shù)最高，但是組成變化較大，均勻度指數(shù)偏低。而清水河水域的環(huán)境相對穩(wěn)定，所以盡管魚類的種類數(shù)少，但是魚類的種類和數(shù)量比較穩(wěn)定，盡管豐富度偏低，但均勻度指數(shù)相對較高。

水利工程和水體污染是影響坪上泉域魚類資源的主要原因。根據(jù)近年水質(zhì)檢測，泉水中不僅鐵超標(biāo)，而且檢出酚、氯化物、汞、鎘、鉛和三氮等有毒物，說明泉域已遭到輕度污染[18]。這些污染物不僅破壞坪上泉域的水質(zhì)，還嚴(yán)重威脅泉域中魚類的生存，像鲿科魚類，烏蘇里擬鲿Pseudobagrus ussuriensis、盎堂擬鲿 Pseudobagrus ondon Shaw、鯰 Parasilurus asotus等較大型魚類只在下游盂縣段有分布[7]。所以，為了更好地保護泉域的生態(tài)環(huán)境和生物的多樣性，保證泉域魚類資源的可持續(xù)發(fā)展，一定要加強泉域漁業(yè)資源的管理。目前坪上泉域已建立了水源保護區(qū)，加強了水源保護及排污水的治理，在加強水源地保護的同時，建議加大泉域魚類資源保護力度，而關(guān)于巖溶泉域漁業(yè)資源保護的相關(guān)報道卻很少，山西作為北方巖溶泉域分布大省[19]，需要進一步開展相關(guān)專項研究，為泉域生態(tài)敏感區(qū)漁類資源保護提供有效的技術(shù)方案。