渭河甘肅段水生生物多樣性評估

文/丁豐源 高祥云 張國維 楊娟

渭河是黃河最大支流，發(fā)源于甘肅省渭源縣，流經(jīng)我國黃土高原的東南部，在甘肅省境內(nèi)全長270km，渭河兩岸市鎮(zhèn)多，人口稠密，生活用水、農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水都取自渭河，在當(dāng)前推進(jìn)黃河流域高質(zhì)量發(fā)展的主題下，開展渭河流域水環(huán)境監(jiān)測具有重要的意義。水生生物多樣性指數(shù)為水環(huán)境評價(jià)的主要指標(biāo)之一，2020年在渭河流域甘肅段進(jìn)行了水生生物多樣性調(diào)查，并將調(diào)查結(jié)果加以分析，以期為開展渭河流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與理論依據(jù)。

一、研究方法

（一）采樣地點(diǎn)

在渭河流域甘肅段根據(jù)渭河的形態(tài)、水文情勢等情況，設(shè)置6個采樣點(diǎn)（見表1、圖1），開展水環(huán)境和水生生物調(diào)查。

（二）采樣時間

2020年5月1日～2020年5月30日。

（三）采樣方法

1.浮游植物

圖1 渭河甘肅段區(qū)域圖

表1 渭河甘肅段采樣點(diǎn)坐標(biāo)

在水層表面0.5m～1.0m用2L采水器采集水樣，充分混勻后，取水樣1L，立即加入15mL魯戈氏液固定。將樣品帶回實(shí)驗(yàn)室搖勻后倒入浮游生物沉降器，靜置48h后，濃縮物定容至30mL，用于定量計(jì)數(shù)。搖勻后取0.1mL濃縮液于浮游植物計(jì)數(shù)框內(nèi)，在光學(xué)顯微鏡下全片計(jì)數(shù)浮游植物，每一樣品計(jì)數(shù)3次～4次。優(yōu)勢種類和主要常見種類，一般鑒定到種。重點(diǎn)獲取藻類的優(yōu)勢種類組成、數(shù)量數(shù)據(jù)，根據(jù)定容體積和取樣體積計(jì)算藻類的密度和生物量。

2.浮游動物

在水層表面0.5m～1.0m用2L采水器采集水樣，用25號浮游生物網(wǎng)過濾，立即加入4%甲醛溶液固定，定容至30mL用于定量計(jì)數(shù)。取1mL濃縮液于浮游動物計(jì)數(shù)框內(nèi)，在光學(xué)顯微鏡下全片計(jì)數(shù)浮游動物，每一樣品計(jì)數(shù)3次～4次。顯微鏡下觀察鑒定種類并計(jì)數(shù)，優(yōu)勢種類和主要常見種類一般鑒定到種。重點(diǎn)調(diào)查浮游動物的優(yōu)勢類群種類組成、密度和生物量。

3.底棲動物

用彼得森采泥器采集底層泥樣，現(xiàn)場用40目洗泥網(wǎng)洗掉淤泥后挑取底棲生物，然后用10%福爾馬林溶液固定保存。固定樣品，在解剖鏡下觀察鑒定種類并計(jì)數(shù)，優(yōu)勢種類和主要常見種類一般鑒定到種。每一種類計(jì)數(shù)后分別稱重，根據(jù)采泥器面積估算底棲動物的密度和生物量。

4.魚類

采用批準(zhǔn)的多網(wǎng)目復(fù)合刺網(wǎng)、地籠等多種漁具漁法對渭河分段進(jìn)行魚類采樣。將魚類標(biāo)本進(jìn)行現(xiàn)場鑒定或保存后帶回室內(nèi)鑒定，鑒定依據(jù)包括《中國動物志硬骨魚綱》《甘肅動物志》等資料，獲得渭河水庫的魚類群落結(jié)構(gòu)特征。

（四）數(shù)據(jù)處理方法

采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（）反映河流水生生物個體出現(xiàn)的紊亂和不確定性；Margalef指數(shù)（）反映水生生物的物種豐富度；Pielou's均勻度指數(shù)（）反映水生生物的均勻度。計(jì)算公式分別如下：

式中，N為水生生物總個體數(shù)；S為水生生物總物種數(shù)；P為第物種的個體數(shù)與樣品個體數(shù)的比值（N/N），N為物種的個體數(shù)。

二、調(diào)查結(jié)果

（一）浮游植物

本次調(diào)查采集的浮游植物總共6門42屬（見表2）。其中綠藻門18屬、硅藻門16屬、藍(lán)藻門4屬、裸藻門1屬、金藻門1屬、甲藻門2屬。游植物的個體數(shù)量在6.9萬個/L～9.6萬個/L，平均個體數(shù)量為8.3萬個/L；生物量在0.049mg/L～0.086mg/L，平均生物量為0.062mg/L。

表2 浮游植物名錄

如表3所示，浮游植物多樣性指數(shù)（）變化范圍為1.213～1.506，平均值為1.412；豐富度指數(shù)（）變化范圍為0.493～0.841，平均值為0.674；均勻度指數(shù)（）變化范圍為0.364～0.546，平均值為0.436。

（二）浮游動物

本次調(diào)查采集的浮游動物4類17種（見表4）。其中原生動物9種，輪蟲類4種，甲殼類3中，橈足類1種。浮游動物的個體數(shù)量在7個/L～11個/L，平均個體數(shù)量為9個/L。生物量在0.004mg/L～0.008mg/L，平均生物量為0.006mg/L，其中橈足類占生物量的69.2%，輪蟲類和原生動物占生物量的30.8%。

如表5所示，浮游動物多樣性指數(shù)（）變化范圍為1.283～1.643，平均值為1.443；豐富度指數(shù)（）變化范圍為0.354～0.661，平均值為0.542；均勻度指數(shù)（）變化范圍為0.271～0.521，平均值為0.385。

（三）底棲動物

本次調(diào)查采集到的底棲動物7種，分屬2門2綱2目2科（見表6）。主要由節(jié)肢動物門水生昆蟲（Aquatic msecta）的搖蚊科幼蟲及環(huán)節(jié)動物門的水生寡毛類（Oligochaeta）的水絲蚓組成。搖蚊科的幼蟲占絕對優(yōu)勢，密度在0.7個/m～1.4個/m，平均密度為0.11個/m；生物量在0.0011g/m～0.0021g/m，平均生物量為0.0017g/m。寡毛類的寡毛類的密度在0.2個/m～0.31個/m，平均密度為0.21個/m；生物量在0.00046g/m～0.00091g/m，平均生物量為0.00078g/m。

表6 底棲動物名錄

如表7所示，底棲動物多樣性指數(shù)（）變化范圍為0.617～0.926，平均值為0.734；豐富度指數(shù)（）變化范圍為0.142～0.312，平均值為0.207；均勻度指數(shù)（）變化范圍為0.168～0.952，平均值為0.440。

（四）魚類

本次在渭河6個段面共調(diào)查采集的魚類320尾23種（見表8）。其中鯉形目鯉科為14種，鰍科為7種，鯰科為1種，青鳉科為1種。漁獲物種鯉科魚類為優(yōu)勢種，占比達(dá)到80%。

表3 浮游植物多樣性指數(shù)

表4 浮游動物名錄

表5 浮游動物多樣性指數(shù)

表7 底棲動物物種多樣性指數(shù)

如表9 所示，魚類多樣性指數(shù)（）變化范圍為1.282～1.617，平均值為1.43；豐富度指數(shù)（）變化范圍為0.872～0.964，平均值為0.905；均勻度指數(shù)（）變化范圍為0.463～0.726，平均值為0.592。

三、渭河甘肅段水生生物多樣性評價(jià)結(jié)果

根據(jù)陳清潮等提出的生物多樣性閾值評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（見表10），對渭河流域浮游動植物、底棲動物、魚類多樣性進(jìn)行評價(jià)。渭河甘肅段浮游植物多樣性指數(shù)在1.213～1.506變化，平均值為1.412。浮游動物多樣性指數(shù)在1.283～1.643變化，平均值為1.443；底棲動物多樣性指數(shù)在0.617～0.926變化，平均值為0.734，魚類多樣性指數(shù)在1.282～1.617，平均值為1.43。參照標(biāo)準(zhǔn)，渭河甘肅段水生生物多樣性可確定為一般等級。

究其原因可能有以下幾個方面：一是建成的渭河干流水庫工程使河流生態(tài)系統(tǒng)片段化，阻隔魚類基因的自然交流，導(dǎo)致河流水文情勢變化較大，河流的服務(wù)功能弱化；二是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和城鎮(zhèn)建設(shè)興起，向渭河不斷索取水資源，渭河水流量不斷減小，在枯水期，下游出現(xiàn)斷流現(xiàn)象；三是近年來渭河流域干旱少雨，來水量明顯減少，再加上夏季洪水和泥石流等自然災(zāi)害不斷，導(dǎo)致渭河干流水生生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降。

四、建議

由于渭河流域水生生態(tài)系統(tǒng)較為脆弱，為了保護(hù)渭河流域水生生物資源，建議各級政府高度重視水生生物保護(hù)工作，建立健全渭河流域綜合治理的長效機(jī)制，開展有針對性的科學(xué)研究和生態(tài)保護(hù)，確保渭河流域經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展。

建議切實(shí)貫徹《中國水生生物資源養(yǎng)護(hù)行動綱要》精神，扎實(shí)推進(jìn) “誰開發(fā)誰保護(hù)、誰受益誰補(bǔ)償、誰損壞誰修復(fù)”的水生生物養(yǎng)護(hù)制度，落實(shí)水生生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制。

表8 捕獲魚類名錄

表9 各采樣點(diǎn)魚類物種多樣性指數(shù)

表10 生物多樣性閾值的分級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

建議加大水生生態(tài)和水生生物的監(jiān)測力度，準(zhǔn)確掌握水生生態(tài)和水生生物的變動趨勢，為各級政府和漁業(yè)行政主管部門保護(hù)水生生態(tài)提供科學(xué)依據(jù)。

應(yīng)嚴(yán)禁引進(jìn)外來物種進(jìn)行增、養(yǎng)殖，控制外來物種對土著魚類的影響，確保渭河土著魚類的健康、持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展，維護(hù)渭河的水生生態(tài)平衡和水生生物多樣性。