新疆哈密石城子河流域魚(yú)類(lèi)群落結(jié)構(gòu)與區(qū)系劃分

王曉臣，呂彬彬，邢娟娟，潘文光，任勝杰

( 1.陜西格林維澤環(huán)保技術(shù)服務(wù)有限公司，陜西 西安 710075； 2.中國(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710065 )

石城子河流域地處哈密盆地北部，位于天山山脈最東端喀爾里克山的南坡，西與南山口流域?yàn)猷彛瑬|與榆樹(shù)溝流域相接，全流域在新疆哈密市境內(nèi)。流域由頭道溝、二道溝、三道溝3個(gè)獨(dú)立的小流域組成。其中，由二道溝、三道溝2個(gè)小流域匯合而成故鄉(xiāng)河流域，頭道溝、故鄉(xiāng)河流域匯合后稱(chēng)石城子河流域，頭道溝、三道溝河道平均比降分別為35.5‰、53.5‰。1997年底匯合口以下3 km的石城子，攔河建成當(dāng)時(shí)新疆最高的雙曲拱形漿砌石大壩，壩高78 m，水庫(kù)壩址以上干流河長(zhǎng)約52.3 km[1]。

相關(guān)研究表明，環(huán)境條件是群落結(jié)構(gòu)組成的決定性因素[2]，魚(yú)類(lèi)的群落結(jié)構(gòu)組成及特征與棲息環(huán)境具有高度的一致性[3-6]，由于自身生物學(xué)特點(diǎn)，淡水魚(yú)類(lèi)必須依靠水系的連接才能進(jìn)行擴(kuò)散，淡水魚(yú)類(lèi)在分布上所特有的區(qū)域性是淡水魚(yú)類(lèi)對(duì)其生存環(huán)境廣泛適應(yīng)性的集中表現(xiàn)，在研究動(dòng)物地理方面具有不可替代的作用[7-8]。石城子河流域?qū)儆谛陆畠?nèi)陸水系，該流域魚(yú)類(lèi)群落結(jié)構(gòu)與區(qū)系的劃分可以為魚(yú)類(lèi)演化、來(lái)源及分布規(guī)律提供一定的線索[9]。20世紀(jì)下半葉有關(guān)專(zhuān)家學(xué)者對(duì)新疆哈密地區(qū)魚(yú)類(lèi)區(qū)系組成及分布開(kāi)展了相關(guān)調(diào)查研究[9-10]，但距今時(shí)間較為久遠(yuǎn)，魚(yú)類(lèi)群落結(jié)構(gòu)組成可能發(fā)生了一定的變化，迄今尚未見(jiàn)新疆哈密石城子河流域的魚(yú)類(lèi)群落結(jié)構(gòu)及區(qū)系組成的詳細(xì)報(bào)道。故本研究通過(guò)開(kāi)展石城子河流域魚(yú)類(lèi)調(diào)查，旨在論述該流域魚(yú)類(lèi)群落結(jié)構(gòu)特征與區(qū)系組成，并進(jìn)一步探討魚(yú)類(lèi)群落結(jié)構(gòu)與區(qū)系組成的變化及其形成原因，為該流域魚(yú)類(lèi)地理分布格局及河湖水系的變遷提供一定的科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域

本研究分別在新疆哈密石城子河流域的頭道溝、二道溝、三道溝以及石城子水庫(kù)區(qū)域開(kāi)展魚(yú)類(lèi)資源調(diào)查，共設(shè)置調(diào)查斷面17個(gè)，其中頭道溝干流調(diào)查斷面4個(gè)(河段長(zhǎng)度約25 km)，二道溝干流調(diào)查斷面2個(gè)(河段長(zhǎng)度約4 km)，三道溝干流調(diào)查斷面8個(gè)(河段長(zhǎng)度約32 km)，石城子水庫(kù)調(diào)查斷面3個(gè)(圖1)。

1.2 研究方法

漁獲物調(diào)查于2016年5～6月開(kāi)展，根據(jù)水流條件的不同調(diào)查漁具采用定制刺網(wǎng)的單層粘網(wǎng)和三層粘網(wǎng)(網(wǎng)長(zhǎng)40～65 m，網(wǎng)高1.0～1.5 m，網(wǎng)目1.5～4.3 cm)以及2.6 m長(zhǎng)密眼底籠網(wǎng)(網(wǎng)目4 mm)為主，同時(shí)結(jié)合走訪調(diào)查當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖戶、垂釣者，并收集少量漁獲物，盡可能詳細(xì)了解該流域魚(yú)類(lèi)資源及多樣性狀況。

漁獲樣品處理及測(cè)量方法參照《河流水生生物調(diào)查指南》[11]及《內(nèi)陸水域漁業(yè)自然資源調(diào)查手冊(cè)》[12]進(jìn)行操作。魚(yú)類(lèi)樣本的種類(lèi)鑒定參照《新疆魚(yú)類(lèi)志》[13]、《中國(guó)動(dòng)物志 硬骨魚(yú)綱 鯉形目(中卷)》[14]、《中國(guó)條鰍志》[15]、《青藏高原魚(yú)類(lèi)志》[16]，盡量鑒定至種。

2 結(jié)果與分析

2.1 漁獲物種類(lèi)組成

結(jié)果顯示，在調(diào)查流域內(nèi)共記錄魚(yú)類(lèi)2目3科10種(表1)，其中鯉科魚(yú)類(lèi)6種，占總種類(lèi)數(shù)量的60.00%；鰍科魚(yú)類(lèi)3種，占總種類(lèi)數(shù)量的30.00%；鲿科魚(yú)類(lèi)1種，占總種類(lèi)數(shù)量的10.00%。其中鰱魚(yú)和黃顙魚(yú)未實(shí)地捕獲，為走訪當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖戶調(diào)查種類(lèi)。

圖1 石城子河流域魚(yú)類(lèi)資源調(diào)查采樣斷面圖中數(shù)值為海拔高度(m).下同.

種類(lèi)區(qū)系組成食性(偏好)棲息水層生態(tài)習(xí)性鯉形目鯉科草魚(yú)(Ctenopharyngodon idellus)中國(guó)江河平原區(qū)系復(fù)合體草食性(沉水植物)中下靜、緩流鯽魚(yú)(Carassius auratus)第三紀(jì)早期復(fù)合體雜食性(底棲動(dòng)物)中下靜、緩流鯉魚(yú)(Cyprinus carpio)第三紀(jì)早期復(fù)合體雜食性(底棲動(dòng)物)中下靜、緩流麥穗魚(yú)(Pseudorasbora parva)第三紀(jì)早期復(fù)合體雜食性(浮游動(dòng)物)中下靜、緩流團(tuán)頭魴(Megalobrama amblycephala)中國(guó)江河平原區(qū)系復(fù)合體草食性(沉水植物)中下靜、緩流鰱魚(yú)(Hypophthalmichthys molitrix)中國(guó)江河平原區(qū)系復(fù)合體草食性(浮游植物)中上靜、緩流鰍科斯氏高原鰍(Triplophysa stoliczkae)中亞高原區(qū)系復(fù)合體雜食性(水生昆蟲(chóng))底棲急流、流水短尾高原鰍(T. brevicauda)中亞高原區(qū)系復(fù)合體雜食性(藻類(lèi))底棲流水、急流長(zhǎng)身高原鰍(T. tenuis)中亞高原區(qū)系復(fù)合體雜食性(無(wú)脊椎動(dòng)物)底棲靜、緩流鲇形目鲿科黃顙魚(yú) (Pelteobagrus fulvidraco)印度平原區(qū)系復(fù)合體肉食性(小魚(yú)蝦、水生昆蟲(chóng))底棲靜、緩流

2.2 魚(yú)類(lèi)區(qū)系組成

區(qū)系復(fù)合體概念指有共同地理起源、發(fā)源于同一地帶內(nèi)并與該地帶的生物和非生物條件相適應(yīng)的、在一特定時(shí)間內(nèi)發(fā)生的一群動(dòng)物(魚(yú)類(lèi))[17]。依據(jù)李思忠[9]對(duì)中國(guó)淡水魚(yú)類(lèi)的分布區(qū)劃分析，石城子河流域?qū)儆谥衼喐呱絽^(qū)的準(zhǔn)噶爾(盆地)亞區(qū)，東南以庫(kù)魯克山與馬鬃山為界，屬于中亞高山區(qū)的北方邊緣地帶，魚(yú)類(lèi)組成以裂腹魚(yú)亞科及高原鰍屬魚(yú)類(lèi)為主。本次調(diào)查的石城子河流域魚(yú)類(lèi)分屬為4個(gè)區(qū)系復(fù)合體：中國(guó)江河平原區(qū)系復(fù)合體、第三紀(jì)早期區(qū)系復(fù)合體、中亞高山區(qū)系復(fù)合體以及印度平原區(qū)系復(fù)合體(表1)。

2.3 魚(yú)類(lèi)生態(tài)類(lèi)型

按照食性類(lèi)型，石城子河流域魚(yú)類(lèi)可以劃分為草食性、雜食性和肉食性3種類(lèi)型，其中草食性魚(yú)類(lèi)3種，占總種類(lèi)數(shù)的30.00%；雜食性魚(yú)類(lèi)6種，占總種類(lèi)數(shù)的60.00%；肉食性魚(yú)類(lèi)1種，占總種類(lèi)數(shù)量的10.00%。從食性結(jié)構(gòu)組成可以看出，石城子河流域魚(yú)類(lèi)以雜食性為主，雜食性魚(yú)類(lèi)食物偏好為水生昆蟲(chóng)等無(wú)脊椎動(dòng)物或者其他底棲動(dòng)物[18]。

按照棲息水層，石城子河流域魚(yú)類(lèi)可以劃分為中上層、中下層及底棲3種棲息類(lèi)型。其中，中上層魚(yú)類(lèi)1種，占總種類(lèi)數(shù)量的10.00%；中下層魚(yú)類(lèi)5種，占總種類(lèi)數(shù)量的50.00%；底棲魚(yú)類(lèi)4種，占總種類(lèi)數(shù)量的40.00%。

按照生態(tài)習(xí)性，石城子河流域魚(yú)類(lèi)可以劃分為喜靜、緩流與流水(急流)2大類(lèi)群，喜靜、緩流魚(yú)類(lèi)8種，占總種類(lèi)數(shù)量的80.00%；喜流水甚至急流魚(yú)類(lèi)2種，占總種類(lèi)數(shù)量的20%。石城子河流域以喜靜緩流生境魚(yú)類(lèi)為主要類(lèi)群(表1)。

2.4 漁獲物組成

在石城子河流域調(diào)查范圍內(nèi)共捕獲漁獲物2160尾，其中麥穗魚(yú)1006尾，占總數(shù)量的46.57%，鯽魚(yú)691尾，占總數(shù)量的31.9%；漁獲物總質(zhì)量10 365.4 g，其中鯽魚(yú)3137.2 g，占總質(zhì)量的30.29%，斯氏高原鰍2593.5 g，占總質(zhì)量的25.04%(表2)。捕獲的鯉魚(yú)、鯽魚(yú)等以幼魚(yú)為主，草魚(yú)為收集漁獲物。從漁獲物數(shù)量百分比來(lái)看，石城子河流域魚(yú)類(lèi)優(yōu)勢(shì)種為麥穗魚(yú)、鯽魚(yú)、斯氏高原鰍，3種漁獲物數(shù)量占總漁獲物數(shù)量的94.07%。

表2 石城子河漁獲物組成

2.5 魚(yú)類(lèi)分布特征

石城子河流域魚(yú)類(lèi)資源調(diào)查結(jié)果顯示，魚(yú)類(lèi)群落分布特征明顯，斯氏高原鰍、短尾高原鰍分布在頭道溝、二道溝和三道溝等流水生境，主要棲息在水體流速小于0.6 m/s的自流水體生境，在流速1.5～2.0 m/s的急流水體中未見(jiàn)分布，由于河道比降較大，魚(yú)類(lèi)分布呈現(xiàn)點(diǎn)狀分布的特征。草魚(yú)、鯉魚(yú)、鯽魚(yú)、麥穗魚(yú)、團(tuán)頭魴和長(zhǎng)身高原鰍分布在石城子水庫(kù)庫(kù)區(qū)靜緩水體，其中草魚(yú)、鯉魚(yú)、鯽魚(yú)、團(tuán)頭魴為庫(kù)區(qū)人工養(yǎng)殖品種，呈散養(yǎng)狀態(tài)，鯽魚(yú)在庫(kù)區(qū)逐漸成為優(yōu)勢(shì)種群；長(zhǎng)身高原鰍在庫(kù)區(qū)捕獲，在流水水體未見(jiàn)分布，表現(xiàn)為其喜棲息在靜水水體，其資源量相對(duì)較少。

2.6 魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵場(chǎng)

調(diào)查結(jié)果顯示，在石城子河流域共記錄魚(yú)類(lèi)集中產(chǎn)卵區(qū)5處。其中在石城子河水庫(kù)分布有2處較大規(guī)模產(chǎn)卵區(qū)，分別位于頭道溝入石城子河水庫(kù)庫(kù)尾和故鄉(xiāng)河入石城子河水庫(kù)庫(kù)尾，兩處產(chǎn)卵區(qū)生境條件相似，河床底質(zhì)為礫石并在靠近岸邊區(qū)域伴有一定量泥沙，河床底部分布有水草，水流靜緩；兩處產(chǎn)卵區(qū)水溫較高，調(diào)查期間水溫超過(guò)20 ℃，分布有大量麥穗魚(yú)、鯽魚(yú)、鯉魚(yú)等仔幼魚(yú)，產(chǎn)卵繁殖規(guī)模較大。另一處位于二道溝入三道溝河口以上河段(N 43°7.727′～43°8.133′，E 93°50.894′～93°52.327′)，河段距離長(zhǎng)約2 km，河寬約2 m，河道水深小于30 cm，水流相對(duì)靜緩，河道最大流速約0.4 m/s；產(chǎn)卵區(qū)域呈現(xiàn)點(diǎn)狀分布，水流靜緩，流速小于0.2 m/s，向陽(yáng)，底質(zhì)為細(xì)沙，實(shí)測(cè)產(chǎn)卵場(chǎng)水溫在15～16 ℃，僅為斯氏高原鰍產(chǎn)卵場(chǎng)，產(chǎn)卵場(chǎng)規(guī)模較大。其他2處產(chǎn)卵區(qū)位于三道溝河段，分別為崖頭村產(chǎn)卵區(qū)和白楊溝入三道溝口產(chǎn)卵區(qū)，岸邊有水草分布，水體相對(duì)靜緩，底質(zhì)為礫石或細(xì)沙，礫石形成很多縫隙，區(qū)域內(nèi)捕獲繁殖期高原鰍屬魚(yú)類(lèi)，產(chǎn)卵場(chǎng)規(guī)模較小，為高原鰍屬魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵場(chǎng)。石城子河流域魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵場(chǎng)調(diào)查結(jié)果表明，高原鰍類(lèi)產(chǎn)卵場(chǎng)主要分布在庫(kù)區(qū)以上的緩流水生境，相應(yīng)的底質(zhì)生境條件、水溫以及一定的靜緩水生境是其產(chǎn)卵場(chǎng)生境的必備條件(圖2)。

圖2 石城子河流域魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵場(chǎng)位置分布

3 討 論

3.1 魚(yú)類(lèi)區(qū)系組成劃分

石城子河流域歷史上的魚(yú)類(lèi)區(qū)系組成與中亞高山區(qū)的準(zhǔn)噶爾(盆地)亞區(qū)魚(yú)類(lèi)組成存在一定程度的差異，準(zhǔn)噶爾(盆地)亞區(qū)未記載長(zhǎng)身高原鰍以及短尾高原鰍的分布。進(jìn)一步分析表明，石城子河流域分布的3種高原鰍屬魚(yú)類(lèi)在臨近的甘肅河西走廊的疏勒河、黑河、石羊河等水系有分布[20-22]。按照區(qū)系復(fù)合體劃分的概念[17]，故本研究推斷石城子河流域原有魚(yú)類(lèi)區(qū)系組成與甘肅河西走廊內(nèi)陸水系魚(yú)類(lèi)聯(lián)系更為緊密，石城子河流域魚(yú)類(lèi)區(qū)系劃入中亞高山區(qū)隴西(山麓)亞區(qū)顯得更為適宜；同時(shí)結(jié)合魚(yú)類(lèi)自身生物學(xué)特性[7-8]進(jìn)一步推斷河西走廊內(nèi)陸水系在歷史上與石城子河流域可能具有緊密的水力聯(lián)系，其魚(yú)類(lèi)區(qū)系起源具有地理統(tǒng)一性。與李思忠等[9，16]認(rèn)為的新疆羅布泊同疏勒河在第四紀(jì)冰河時(shí)期仍存在著緊密的水系聯(lián)系，新疆與甘肅干旱地區(qū)諸水系魚(yú)類(lèi)區(qū)系具有古老歷史淵源相一致。

3.2 魚(yú)類(lèi)生態(tài)習(xí)性及群落結(jié)構(gòu)變化原因

石城子河流域魚(yú)類(lèi)分布特征明顯，與其生態(tài)習(xí)性具有明顯的一致性，鯉魚(yú)、鯽魚(yú)、麥穗魚(yú)、團(tuán)頭魴、黃顙魚(yú)為喜靜緩水生境魚(yú)類(lèi)，草魚(yú)、鰱魚(yú)為江湖洄游性魚(yú)類(lèi)；均分布在庫(kù)區(qū)水域，屬于人工移植品種。長(zhǎng)身高原鰍僅分布在庫(kù)區(qū)水域靜緩水生境，鰾的后室是一個(gè)卵圓形的膜質(zhì)室，前方通過(guò)一長(zhǎng)細(xì)管和前室相連，游離于腹腔，表明其喜靜緩水生境，與武云飛等[16]記述的“凡骨質(zhì)鰾囊屬敞開(kāi)型、為棲息于靜水和緩流水體的種類(lèi)”一致。斯氏高原鰍與短尾高原鰍僅分布在自流水生境，與朱松泉[15]記述的“棲息在急流河段的石礫縫隙中”具有一致性。表明河流生境條件是斯氏高原鰍、短尾高原鰍及長(zhǎng)身高原鰍分布特征的主要決定因素，水利工程建設(shè)導(dǎo)致的水文、水溫條件改變加之人工移植是內(nèi)陸河流魚(yú)類(lèi)區(qū)系組成改變的主要原因，在無(wú)人工移植品種入侵的前提下，長(zhǎng)身高原鰍在庫(kù)區(qū)水域資源量應(yīng)該顯著增加，有效控制人工移植顯得尤為重要。

3.3 研究不足及今后展望

本研究的不足之處：首先魚(yú)類(lèi)資源調(diào)查僅開(kāi)展了一次，同時(shí)，受到交通條件的限制，調(diào)查范圍不夠全面，且該調(diào)查流域缺乏歷史調(diào)查數(shù)據(jù)，對(duì)不同季節(jié)的魚(yú)類(lèi)空間分布特征尚不明確，因此，此次調(diào)查僅是石城子河流域魚(yú)類(lèi)群落結(jié)構(gòu)的初步探究。今后可在此調(diào)查基礎(chǔ)之上開(kāi)展更大范圍的調(diào)查及不同季節(jié)的魚(yú)類(lèi)時(shí)空分布研究。其次，本次調(diào)查僅對(duì)哈密石城子河流域開(kāi)展，未開(kāi)展哈密地區(qū)其他水系的魚(yú)類(lèi)資源調(diào)查，魚(yú)類(lèi)區(qū)系劃分及其與河西走廊水域的聯(lián)系的數(shù)據(jù)支撐還比較欠缺。今后可考慮開(kāi)展整個(gè)哈密地區(qū)的魚(yú)類(lèi)資源調(diào)查研究，進(jìn)一步明確東天山水系與河西走廊水系及塔里木盆地水系的聯(lián)系。