東平湖仍有洄游型刀鱭分布的實證研究

叢旭日，李秀啟，董貫倉，楊健，姜濤

（1.山東省淡水漁業(yè)研究院，山東省淡水水產遺傳育種重點實驗室，山東 濟南250013 2.中國水產科學研究院淡水漁業(yè)研究中心，中國水產科學研究院內陸漁業(yè)生態(tài)環(huán)境與資源重點開放實驗室，江蘇 無錫 214081）

刀鱭Coilia nasus（俗稱刀魚）是我國重要的洄游魚類，歷史上刀鱭在我國的分布很廣，包括遼河、黃河、長江、甌江、錢塘江等幾大水系，其中長江和黃河流域尤為重要，具有巨大的經濟價值。20 世紀70 年代，黃河刀鱭于每年清明前后進入河道上溯洄游，進入黃河下游的東平湖產卵[1]。刀鱭分為洄游型刀鱭（長頜鱭）和淡水定居型刀鱭（俗稱湖鱭、短頜鱭），兩種刀鱭有截然不同的生活史“生境”履歷。研究表明，后者的分類地位尚存爭議，線粒體COI 基因條形碼的結果顯示，刀鱭和短頜鱭屬于同種[2]，但是前者的經濟價值遠大于后者。

東平湖位于山東省東平縣，湖區(qū)總面積632km2，是黃河下游最重要的蓄洪水庫，亦是南水北調東線山東段的調蓄湖庫，具有十分重要的戰(zhàn)略地位。然而受養(yǎng)殖污染、過度捕撈、資源粗放式開發(fā)等影響，東平湖出現了主要經濟物種資源量退化、水體污染、濕地面積退化等現象[3]，嚴重破壞了刀鱭的產卵場，現階段洄游性刀鱭已很少見，定居型刀鱭已成為當地主要經濟物種。

常用耳石中礦質元素沉積的變化來標記魚類不同生境條件，如Sr/Ca 常被用作微化學“指紋”來解決魚類生境反演的難題，研究結果具有獨特的客觀性和生境相關性，即使僅有1 尾樣本也能有效把握生活史生境“履歷”[4]。李秀啟等[5]利用鍶標記技術準確識別鳙Aristichthys nobilis 的生境，為識別鳙的放流個體提供了技術支持和理論依據。竇碩增等[6]利用電子探針技術（EPMA）研究了長江口刀鱭、鳳鱭、帶魚Trichiurus lepturus 的生活履歷及生活史。徐鋼春等[7]基于長頜鱭和短頜鱭（各1 尾）報道了靖江段短頜鱭也有洄游個體出現。為了更好地了解東平湖刀鱭的生活習性，本研究利用EPMA 技術分析了東平湖刀鱭耳石的微化學，為客觀地表現東平湖刀鱭的生活類型和保護刀鱭資源提供基礎資料。

1 材料與方法

1.1 材料

2016 年5 月，按照《內陸水域漁業(yè)自然資源調查試行規(guī)范》，用刺網和拖網，在山東省東平縣東平湖老湖水域（圖1）采集5 尾刀鱭（表1）。刀鱭解剖后取出矢耳石，去離子水清洗后，置于室溫干燥待用。

耳石微化學分析統(tǒng)一選用左矢耳石。耳石樣品使用環(huán)氧樹脂固定（Epofix，斯特爾公司）包埋固定，500 目砂紙粗磨，1 200 目的砂紙精磨至核心完全暴露，再用拋光機配合拋光液拋光至耳石表面無劃痕。

表1 東平湖刀鱭的采樣資料Tab.1 Sample details of tapertail anchovy Coilia nasus in Dongping Lake

1.2 耳石微化學分析

參考楊健和劉洪波[8]和Yang 等[9]的方法，用X射線電子探針微區(qū)分析儀（JXA-800 型EPMA，日本電子株式會社）分析耳石樣品。自耳石核心沿最長徑至耳石邊緣的一條直線進行定量線分析。EPMA加速電壓和電子束電流分別為15kv 和2×10-8A，束斑直徑為5μm，每點駐留時間為15s，以10μm 為間隔連續(xù)打點測定。標準樣品取用碳酸鈣（CaCO3）和鈦酸鍶（SrTiO3）。定量線分析后，再對耳石樣品進行面分布分析。此時EPMA 加速電壓和電子束電流分別為15kv 和5×10-7A，束斑直徑為5μm，像素為7×7μm，每點駐留時間為30ms。

1.3 數據處理

用Excel2010 和SPASS19.0 對數據進行統(tǒng)計學計算和分析。

2 結果與分析

2.1 定量線分析比較

定量線分析結果顯示（表2），每尾刀鱭生長階段不盡相同。DP2、DP5 為一種類型，大致分為3 個階段：第一階段分別為從核心沿矢狀面像邊緣至1 310、1 250μm 耳石徑的低值區(qū)域，平均值分別為（2.88±0.85）和（3.38±0.94）；第二階段分別為1 320～1 790μm 和1 260～1 690μm 耳石徑的高值區(qū)域，較第一階段差異顯著（P＜0.01），平均值分別為（4.97±0.72）和（5.68±0.78）；第三階段分別為1 800～1 950μm 和1 700～2 040μm 的低值區(qū)域，較第二階段差異顯著（P＜0.01），平均值分別為（3.61±0.51）和（3.93±0.54）。DP1、DP4、DP6 為另一種類型，只有一個階段，Sr/Ca×103比值分別為（2.79±0.73）和（3.32±1.20）。根據Sr/Ca 比值，東平湖刀鱭可大致分為兩種類型：洄游型群體和淡水定居型群體。

2.2 面分析比較

面分析的結果顯示（圖2），東平湖刀鱭個體之間差異較大，個體DP1、DP4 和DP6 自核心到最邊緣整體體現為Sr 值較低的藍色區(qū)域，但存在波動現象；個體DP2 和DP5 隨著生長耳石外圍逐形成較為明顯的黃色圓環(huán)，表明其已經入Sr 值較高的生活環(huán)境。圖3 以折線圖的形式表現不同類型刀鱭耳石矢狀面從核心（0μm）到邊緣定量線分析Sr/Ca 比值變化。

圖2 東平湖刀鱭耳石矢狀面二維Sr 含量分布圖Fig.2 Two-dimensional image of the Sr level in otoliths of tapertail anchovy Coilia nasus in Dongping Lake using mapping analysis

表2 東平湖刀鱭耳石鈣鍶比微化學Tab.2 Microchemistry of Sr/Ca ratio in tapertail anchovy Coilia nasus in Dongping Lake

3 討論

用耳石中元素鍶和鈣濃度比值的變化研究魚類生活史中生境“履歷”已有報道[10-12,19]，如刀鱭生活史[13,14,20,21]。本研究亦從用耳石微化學客觀真實地反映出東平湖刀鱭的生活史以及生境。

水體中Sr 在魚類耳石中沉積與水環(huán)境條件有關。Sector 等[15]研究表明：水體的鹽度與Sr/Ca 值呈正相關，不同鹽度的水環(huán)境中，魚類耳石Sr/Ca 比值差異顯著。由于地理差異，淡水、河口和海水中Sr 的濃度相差很大，通常海水區(qū)三類水體中Sr/Ca×103值為（8.3±4.5）、河口區(qū)（5.6±1.1）、淡水區(qū)（2.7±1.5）[16]。Brown 等[17]研究表明：海水的Sr/Ca×103值相對穩(wěn)定（8.17～8.87），而河流（0.27～19.18）和淡水湖泊（0.20～5.02）波動較大。本研究的結果顯示，東平湖刀鱭的生活史具有多樣性、復雜性的特點。DP1、DP4、DP6 屬于同一類型，在Sr/Ca 比值上表現為持續(xù)較低（Sr/Ca×103值小于5），雖有波動但差異不顯著，其面分布為較單一的藍色（圖2），說明DP1、DP4、DP6 屬于定居型純淡水個體（湖鱭），推測受閘口關閉的影響，此類型個體從孵化、早期生長再到索餌育肥都在東平湖中完成；個體DP2 和DP5的Sr/Ca 比值波動較為復雜（圖2），從耳石核心至最邊緣依次顯現出藍綠色、藍色、黃色，最后在最外緣回落至藍色。由圖2 可知，其Sr/Ca 比值變化出現了明顯的突越，類型與Yang 等[8]中所描述的洄游性刀鱭類型一致，生活史表現為孵化和早期均生活在Sr/Ca 比值較低的環(huán)境中，待發(fā)育到一定程度進入半咸水區(qū)域進食，最后洄游返回東平湖產卵。由此可見DP2、DP5 屬于洄游型群體，表明此類型在孵化、洄游過程中沒有受到阻斷。

東平湖距離黃河口約400km，為黃河刀鱭的重要產卵場[1]。本研究首次利用EPMA 技術發(fā)現東平湖中存在洄游型刀鱭，一定程度上表明東平湖至今仍可能是黃河刀鱭產卵場。但是，東平湖刀鱭生活類型顯現出復雜的特征，推測入戶閘口的不定期開放阻斷了黃河口刀鱭的洄游路線，導致東平湖刀鱭出現2 種生活史類型。刀鱭幼魚早期的生活需要較長時間的淡水環(huán)境[18]，現階段保護黃河流域漁業(yè)資源的主要方式是設置禁漁期、增殖放流等，而忽略了對其棲息地的保護。東平湖是刀鱭的重要產卵場、索餌場，有關部門在分洪蓄洪的同時也應該考慮保護其洄游通道不受阻斷。DP1 和DP4 核心處Sr/Ca 比值相對較高，但是差異不顯著（P＞0.05），且從高值下降的過程較為平緩，表現為個體被動接受環(huán)境變化的過程，因此其更有可能反應的是孵化場（如湖泊內）水體變化的情況。類似情況也見于DP6，即使整個生活史均為低值，但依舊有較為明顯的顏色（濃度）變化。推測可能是因為東平湖是南水北調東線重要的調蓄湖庫，每年需承接大量長江水致使Sr 含量發(fā)生波動，其具體原因還需要進一步研究證明。與之相比，洄游型群體兩種生境履歷的變化更為劇烈，表現出從淡水生境直接切入半咸水環(huán)境的特征，及個體主動選擇生境（洄游）的過程，表現出較強的溯源性，這也與姜濤等[4]對鄱陽湖刀鱭的研究成果相似。

黃河刀鱭（俗稱黃河刀魚）20 世紀70 年代年產150 萬kg[1]，是黃河口乃至山東重要的經濟魚類。然而近年來，對刀鱭的研究主要集中于長江流域，黃河流域鮮有見報。受水體污染、過度捕撈、棲息地及洄游通道被破壞等因素影響，黃河刀鱭的資源量急劇下降。本文利用EPMA 技術，證明了東平湖依然存在洄游型刀鱭，在今后的研究中有必要結合南水北調工程調水前后入湖、湖內、出湖水域的Sr/Ca 本底值，對早期發(fā)育階段的刀鱭進行基礎生物學及耳石微化學的分析，利用生物學數據評估其生長參數及資源量，計算現階段東平湖刀鱭漁獲物中長頜鱭、短頜鱭的構成比例，以建立系統(tǒng)化、常態(tài)化的研究模式，更為精確地重建刀鱭生活史，為保護黃河刀鱭種質資源，提高刀鱭經濟價值提供建議。