萬泉河雅寨流域水生生物資源調(diào)查與多樣性分析

黃 丹，王蘊(yùn)婷，王 旭，李衛(wèi)東

（1.海南大學(xué) 生態(tài)與環(huán)境學(xué)院，海口 570228; 2.海南熱帶海洋學(xué)院，三亞 572022）

生物多樣性的內(nèi)涵十分豐富，水生生物多樣性更是其中的重要內(nèi)容，水生生物多樣性研究的基礎(chǔ)是水生生物調(diào)查。國(guó)外對(duì)于水生生物多樣性研究主要是通過生物調(diào)查采樣和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等手段，研究某地的某一類水生生物多樣性和分布，并分析其分布格局、豐富度和生存狀況等[1]，由于研究比較成熟，許多國(guó)外學(xué)者還會(huì)針對(duì)環(huán)境因素是如何影響水生生物的多樣性展開細(xì)致的研究。國(guó)內(nèi)開展水生生物的調(diào)查研究起步較晚，最早進(jìn)行水生生物多樣性調(diào)查工作的是中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所在1959 年對(duì)長(zhǎng)江三峽和丹江口的水生物調(diào)查，研究人員根據(jù)調(diào)查結(jié)果對(duì)研究區(qū)域提出了漁業(yè)發(fā)展規(guī)劃意見[2-3]。隨著對(duì)水生生物多樣性調(diào)查研究的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，相繼有學(xué)者對(duì)國(guó)內(nèi)的重點(diǎn)流域開展了水生生物多樣性調(diào)查，研究分析調(diào)查河段的水生生物種類組成和優(yōu)勢(shì)種，利用Shannon-Wiener 生物多樣性指數(shù)等指標(biāo)，對(duì)流域水環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)現(xiàn)狀進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[4-6]。這些工作不僅豐富和發(fā)展了水生生物學(xué)的知識(shí)、方法和原理，為全面開展水生生物多樣性調(diào)查與評(píng)估提供經(jīng)驗(yàn)，也使得調(diào)查水生生物資源，評(píng)估流域水生生物多樣性成為當(dāng)前主流的研究熱點(diǎn)。

河流是自然生態(tài)系統(tǒng)中人類賴以生存的自然單元之一，為植物和動(dòng)物提供棲息地，可以作為能量、物質(zhì)和生物流動(dòng)的通路，起著過濾器和屏障作用進(jìn)而可以減少水體污染[7]。萬泉河是海南島的三大河流之一，發(fā)源于五指山鳳門嶺，干流全長(zhǎng)157 km，流域面積3 693 km2，由西向東依次流經(jīng)瓊中、萬寧和瓊海等市縣，于博鰲港匯入南海[8]。近年來，有不少學(xué)者對(duì)該流域開展了調(diào)查研究，但以往研究者多從河流植被生態(tài)景觀特征、營(yíng)養(yǎng)鹽動(dòng)力學(xué)、流域生態(tài)敏感性、流域污染防治與生態(tài)修復(fù)等[8-11]角度對(duì)萬泉河流域進(jìn)行研究，其流域的水生生物資源調(diào)查研究卻鮮有報(bào)道。本研究選取萬泉河流域雅寨河段水生生物作為研究對(duì)象，從生物多樣性和環(huán)境生態(tài)敏感性的角度出發(fā)，系統(tǒng)地對(duì)該流域水生生物多樣性及相關(guān)的生態(tài)學(xué)進(jìn)行研究，研究結(jié)果對(duì)評(píng)估該河段的生態(tài)系統(tǒng)健康具有重要的理論意義和實(shí)踐意義。

1 材料與方法

1.1 采樣點(diǎn)設(shè)置調(diào)查范圍主要為萬泉河國(guó)家級(jí)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)實(shí)驗(yàn)區(qū)的雅寨河段，該河段長(zhǎng)度約為18.3 km，共設(shè)置6 個(gè)采樣斷面，每個(gè)采樣斷面設(shè)置3 個(gè)采樣點(diǎn)。采樣斷面自上游到下游具體位置為S1（中原鎮(zhèn)蓬萊村點(diǎn)）、S2（中原鎮(zhèn)龍池港下點(diǎn)）、S3（中原鎮(zhèn)丹溪三村點(diǎn)）、S4（中原鎮(zhèn)沙坡村點(diǎn)）、S5（博鰲鎮(zhèn)留客上村點(diǎn)）、S6（博鰲鎮(zhèn)下園村點(diǎn)），調(diào)查時(shí)間在非汛期2020 年3—4 月和汛期2020 年6—7 月2 個(gè)時(shí)段采集水樣及水生生物(表1)。

表1 萬泉河雅寨河段調(diào)查點(diǎn)位

1.2調(diào)查與監(jiān)測(cè)方法

1.2.1水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測(cè)水質(zhì)調(diào)查共監(jiān)測(cè)18 項(xiàng)指標(biāo)，主要為溫度、pH、葉綠素a、溶解氧(DO)、總氮(TN)、總磷(TP)、五日生化需氧量(BOD5)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)等指標(biāo)。水樣按水質(zhì)調(diào)查監(jiān)測(cè)分析方法采樣分析，現(xiàn)場(chǎng)勘察、樣品采集、保存和實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)工作均嚴(yán)格按照《水質(zhì)河流采樣技術(shù)指導(dǎo)》（HJ/T52—1999）、《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》（SL219—98）、《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838—2002）》《環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法》[12]執(zhí)行。

1.2.2水生生物資源調(diào)查水生生物調(diào)查主要包括浮游植物、浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物、水生維管束植物、魚類等的種屬名稱、組成、數(shù)量、優(yōu)勢(shì)種、密度等；珍稀、特有和瀕危水生生物；魚類等水生生物生態(tài)功能區(qū)等內(nèi)容。對(duì)水生生物的調(diào)查主要通過采樣調(diào)查、走訪調(diào)研和志書查閱等形式進(jìn)行，調(diào)查方法均采用國(guó)內(nèi)對(duì)于水生生物研究中的常用方法；魚類主要通過自主捕撈、聘請(qǐng)當(dāng)?shù)貪O民進(jìn)行捕撈，此外，在捕撈的同時(shí)訪問與市場(chǎng)調(diào)查同步進(jìn)行，包括對(duì)一些周邊魚集市場(chǎng)，當(dāng)?shù)貪O民的訪問調(diào)查，必要時(shí)將魚集市場(chǎng)的魚樣帶回一并檢測(cè)。水生生物項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)頻次為 1 年 2 次，分別在非汛期3—4 月和汛期6—7 月開展監(jiān)測(cè)，在此期間共調(diào)查4 個(gè)批次，每個(gè)批次平均5～6 d；嚴(yán)格依照統(tǒng)一、規(guī)范的監(jiān)測(cè)技術(shù)方法，開展采樣和分析工作，并選取10%的樣品進(jìn)行交叉復(fù)檢。

水生生物樣本采集參照《淡水浮游生物調(diào)查技術(shù)規(guī)范（SC/T9402—2010）》[13]，物種鑒定參考各類生物分類鑒定圖冊(cè)及專業(yè)書籍[14-17]。外來物種的鑒定參照文獻(xiàn)[18 - 20]。魚類分布和多樣性數(shù)據(jù)分析參照已有文獻(xiàn)進(jìn)行，對(duì)采集到的漁獲物進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分揀、統(tǒng)計(jì)數(shù)目、鑒定、拍照、測(cè)量魚類全長(zhǎng)、體長(zhǎng)和體質(zhì)量等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。采集到的所有土著魚類，在完成現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和拍照后均被放生到采集地。采集到的外來魚類，均被制作成標(biāo)本或進(jìn)行無害化處理。

1.3 數(shù)據(jù)處理采用Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)（H）反映河流水生生物個(gè)體出現(xiàn)的紊亂和不確定性；Margalef 指數(shù)（D）反映水生生物的物種豐富度；Pielou's 均勻度指數(shù)（J）反映水生生物的均勻度[21-23]。計(jì)算公式如下：

式中，N為水生生物總個(gè)體數(shù)；S為水生生物總物種數(shù)；Pi為第i物種的個(gè)體數(shù)與樣品個(gè)體數(shù)的比值（Ni/N），Ni為i物 種 的 個(gè) 體 數(shù)；H′ 為Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 水環(huán)境質(zhì)量對(duì)照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838—2002），評(píng)價(jià)區(qū)水質(zhì)(表2)總體處于地表水Ⅲ類水質(zhì)。從空間分布來看，不同采樣點(diǎn)間各理化指標(biāo)存在差異，但變化不大。各采樣點(diǎn)的水質(zhì)呈弱堿性；溶解氧在7.9～9.1 mg·L-1之間變動(dòng)；高錳酸鹽指數(shù)在1.2～2.2 mg·L-1之間；五日生化需氧量在0.4～1.4 mg·L-1之間變動(dòng)；各點(diǎn)位鉛濃度均小于0.03；總氮濃度在0.3～0.8 mg·L-1之間變動(dòng)；總磷濃度在0.07～0.20 mg·L-1之間變動(dòng)；葉綠素a 含量在0.004～0.008 mg·L-1之間變動(dòng)；監(jiān)測(cè)的其他指標(biāo)均符合地表水水質(zhì)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，該河段水質(zhì)符合漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

表2 萬泉河雅寨流域水質(zhì)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)結(jié)果

2.2 浮游植物本次調(diào)查共檢出浮游植物7 門，137 種。綠藻門有60 種，占總種數(shù)的40.80%；硅藻門有45 種，占總種數(shù)的32.85%；藍(lán)藻門有8 種，占總種數(shù)的6.84%；甲藻門有4 種，占總種數(shù)的2.92%；裸藻門有13 種，占總種數(shù)的11.48%；隱藻門有4 種，占總種數(shù)的2.92%；黃藻門有3 種，占總種數(shù)的2.19%(圖1)。浮游植物在調(diào)查的各個(gè)站位的分布都比較均勻，S5 的浮游植物種類數(shù)最多，有104 種；其次是S1，有94 種；S2 和S4 均有87 種；S3 有81 種，S6 有63 種。

圖1 雅寨流域浮游植物種類組成

2.3 浮游動(dòng)物本次調(diào)查共檢出浮游動(dòng)物6 類，30 種。輪蟲類有13 種，種類數(shù)最多，占種類數(shù)的43.33%；種數(shù)占比第二多的是浮游幼體、橈足類、原生動(dòng)物和枝角類，這4 類均有4 種；占比最少的是介形類，僅有1 種，占浮游動(dòng)物總種數(shù)的3.33%。S3 的種類最多，有17 種；其次是S5 和S6 均有15 種；S1 和S4 有14 種；S2 的種類最少，有11 種（圖2）。調(diào)查流域內(nèi)分布最廣的是浮游幼體、原生動(dòng)物和輪蟲類，出現(xiàn)率為100%；橈足類和枝角類2 種浮游動(dòng)物也有較高的出現(xiàn)率，均為83.33%；介形類出現(xiàn)率為50.00%。

圖2 雅寨流域浮游動(dòng)物各類群種類數(shù)的空間分布

2.4 底 棲動(dòng)物本 次 調(diào) 查 共 采 集 到 底 棲 動(dòng) 物4 類，14 種。節(jié)肢動(dòng)物有6 種，占總種數(shù)42.86%；軟體動(dòng)物有5 種，占總種數(shù)的35.71%；環(huán)節(jié)動(dòng)物有2 種，占總種數(shù)的14.29%；扁形動(dòng)物有1 種，占總種數(shù)的7.14%。各調(diào)查站位中，S6 種類數(shù)有11 種；S5 有3 種；S2 和S3 均有2 種；S1 和S4 有1 種。節(jié)肢動(dòng)物在各調(diào)查站位中出現(xiàn)率為100%，環(huán)節(jié)動(dòng)物和軟體動(dòng)物出現(xiàn)率均為33.33%，扁形動(dòng)物出現(xiàn)率為16.67%。

2.5 水生維管束植物本次實(shí)地調(diào)查結(jié)果顯示水生維管束植物18 科，48 種，其中，禾本科植物種類最多，為12 種，占鑒定種類的25%；菊科次之，為10 種，占總種類的21.3%；其他科種類均少于5 種。在調(diào)查站位中，S1 鑒定種類最多，為21 種；S2 有17 種；S3 有15 種；S4 有19 種；S5 有16 種；S6 種類最少，為10 種。主要優(yōu)勢(shì)種類包括雨久花科的鳳眼藍(lán)（Polygonum hydropiper）、莧科的空心蓮子草，禾本科的芒（Miscanthus sinensis）、菊科的假 臭 草（Praxelis clematidea）等，以 濕 生 植 物為主。

2.6 雅寨水域魚類資源現(xiàn)狀在評(píng)價(jià)區(qū)域共采集到魚類1 078 尾，總計(jì)113.5 kg。采集到的魚類隸屬12 目41 科68 屬82 種，調(diào)查所采集到的魚類情況詳見圖3 和表3，其中，鱸形目和鯉形目的數(shù)量最多，分別占到總數(shù)的45%和27%。

圖3 雅寨流域魚類區(qū)系構(gòu)成（目級(jí)）

表3 雅寨流域各調(diào)查站位魚類種類組成

續(xù)表3

續(xù)表3

2.6.1主要優(yōu)勢(shì)物種調(diào)查根據(jù)優(yōu)勢(shì)種判定方法，對(duì)雅寨流域調(diào)查到的魚類進(jìn)行優(yōu)勢(shì)種種類構(gòu)成及優(yōu)勢(shì)度分析，共有廣東魴、鯉、條紋狹鰕虎魚、尼羅羅非魚、黑點(diǎn)無須魮、晴斑阿胡鰕虎魚、鯔、齊氏羅非魚、長(zhǎng)棘銀鱸、黃尾鲴、紋唇魚、?、馬那瓜麗體魚13 種優(yōu)勢(shì)種，其中，尼羅羅非魚、黑點(diǎn)無須魮、齊氏羅非魚和花身副麗魚4 種為外來魚類。在資源量上，以鯉、鲇、草魚、鰱、鯪、青魚、革胡子鲇、尼羅羅非魚等捕獲量最大（表4）。

表4 調(diào)查流域數(shù)量最多的10 種魚類

根據(jù)對(duì)當(dāng)?shù)貪O民的詳細(xì)詢問和查詢資料，調(diào)查河段無珍稀種和特有種的越冬場(chǎng)存在。調(diào)查過程中采集到的魚卵和仔魚主要為紋唇魚、馬口魚等常見本土種和黑點(diǎn)無須魮、尼羅羅非魚、云斑尖塘鱧、齊氏羅非魚等外來種。

2.7 雅寨流域水生生物物種多樣性萬泉河雅寨段各調(diào)查點(diǎn)位浮游植物Shannon-Wiener 生物多樣性指數(shù)（H）在3.32～3.85 之間波動(dòng)，平均值為3.50；Pielou's 均勻度（J）在0.81～0.87 之間，平均值為0.84。浮游動(dòng)物Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)（H）變化范圍在1.93～3.74 之間，平均值為2.82；Pielou's 均勻度（J）范圍在0.51～0.92 之間，平均值為0.73。大型底棲生物Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)（H）在0.68～1.75 之 間 波 動(dòng)，平 均 為1.01；Pielou's 均勻度（J）范圍在0.40～1.00 之間，平均值為0.71。萬泉河雅寨河段魚類資源較為豐富，魚類 Shannon-Wiener 多 樣 性 指 數(shù)（H）為 5.662，Pielou's 均勻度（J）為0.891，豐富度指 數(shù)（D）為8.040。

3 討 論

3.1萬泉河雅寨流域水質(zhì)特點(diǎn)與浮游植物關(guān)系

浮游植物是水域中的初級(jí)生產(chǎn)者，對(duì)維持水域環(huán)境生態(tài)平衡起著重要的作用，其種類組成和物種的豐富度是水域生態(tài)系統(tǒng)重要的生物學(xué)指標(biāo)。浮游生物的群落組成反應(yīng)了水體所處的營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)[24]，藻類的數(shù)量和種類在一定程度上可以直接反應(yīng)水體污染狀況，其中，中營(yíng)養(yǎng)化和富營(yíng)養(yǎng)化水體中綠藻門和硅藻門種類占比較大[25]。此次調(diào)查結(jié)果說明雅寨流域浮游植物多樣性指數(shù)（H）和均勻度（J）均屬于較高水平狀態(tài)，水域浮游植物生長(zhǎng)分布比較均勻，水域生態(tài)環(huán)境適宜生物生長(zhǎng)繁殖；但在此次調(diào)查的浮游植物組成中，綠藻門占總種數(shù)的40.80%；硅藻門占總種數(shù)的32.85%，也有較大量藍(lán)藻存在，比如平裂藻、微囊藻、魚腥藻等，說明萬泉河雅寨流域處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，對(duì)水域的生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)估需持續(xù)跟蹤進(jìn)行。

3.2 萬泉河雅寨段水生生物多樣性分析水生生物的分布與水環(huán)境質(zhì)量密切相關(guān)，水生生物成為評(píng)價(jià)水環(huán)境質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)[26]。生物多樣性指數(shù)可以在一定程度反映水體水質(zhì)情況，水體水生生物群落結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，穩(wěn)定性越高，水質(zhì)越好；均勻度指數(shù)也是反映生物群落結(jié)構(gòu)特征的重要指標(biāo)[27]。根據(jù)陳清潮等[28]提出的生物多樣性閾值評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)萬泉河雅寨段浮游動(dòng)植物、底棲動(dòng)物、魚類多樣性進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，萬泉河雅寨段浮游植物、浮游動(dòng)物和底棲動(dòng)物的多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)均表明萬泉河雅寨流域的水質(zhì)總體上呈良好狀態(tài)，水生生物群落結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，水生生物多樣性豐富。

3.3萬泉河雅寨流域魚類種類及多樣性分析

此次調(diào)查河段魚類資源豐富度較高，群落較為完整，生物多樣性較高，但從漁獲物數(shù)量來看，珍稀、特有和瀕危魚類的數(shù)量較少。生物入侵將會(huì)嚴(yán)重破壞全球生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能，魚類入侵大多是由有意引種或者隨有意引種的無意帶入造成的，入侵種進(jìn)入水域系統(tǒng)后將會(huì)與土著魚類競(jìng)爭(zhēng)生態(tài)位，嚴(yán)重破壞魚類種群結(jié)構(gòu)[29]。胡國(guó)成等[30]的研究結(jié)果表明羅非魚、云斑尖塘鱧、下口鲇等外來魚類會(huì)直接捕食本地土著魚類的魚卵和幼魚，影響本土魚類的生存和種群延續(xù)，降低了物種多樣性，改變了捕食地水域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。本次調(diào)查研究結(jié)果表明，羅非魚、云斑尖塘鱧為萬泉河雅寨流域優(yōu)勢(shì)種，因此，筆者推測(cè)羅非魚、云斑尖塘鱧的成功入侵可能破壞了萬泉河雅寨流域原有魚類結(jié)構(gòu)。同時(shí)，由于萬泉河雅寨流域魚類資源缺乏前期的研究基礎(chǔ)，黑點(diǎn)無須魮、齊氏羅非魚和花身副麗魚是否同樣作為入侵種出現(xiàn)在萬泉河流域也值得進(jìn)一步關(guān)注。

為保護(hù)萬泉河水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)水生生物多樣性資源，筆者建議：（1）應(yīng)加強(qiáng)萬泉河中上游生境保護(hù)，水生生物多樣性的監(jiān)測(cè)管理；（2）加強(qiáng)漁政隊(duì)伍建設(shè)，落實(shí)涉水工程的漁業(yè)保護(hù)措施；（3）實(shí)施萬泉河流域禁漁期制度，控制漁業(yè)捕撈強(qiáng)度，遏制非法捕撈行為，積極開展?jié)O業(yè)資源增殖放流活動(dòng)；（4）建立生物多樣性保護(hù)技術(shù)監(jiān)測(cè)體系。