筑壩河流魚(yú)類生物完整性研究

摘要：基于紅水河流域開(kāi)發(fā)特點(diǎn)和魚(yú)類群聚組成特征，構(gòu)建紅水河魚(yú)類生物完整性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，評(píng)價(jià)梯級(jí)開(kāi)發(fā)對(duì)紅水河不同生境類型的魚(yú)類生物完整性的影響。河流參照狀態(tài)和基準(zhǔn)值由1982-1994年魚(yú)類歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析得到；監(jiān)測(cè)值是2013年調(diào)查的魚(yú)類數(shù)據(jù)；現(xiàn)狀值為2018年魚(yú)類數(shù)據(jù)。針對(duì)紅水河魚(yú)類區(qū)系特點(diǎn)和高強(qiáng)度水電開(kāi)發(fā)特征，選取總種類數(shù)占期望值比例、鯉科魚(yú)類所占比例、鲿科魚(yú)類所占比例、鲇科魚(yú)類所占比例、耐受性魚(yú)類個(gè)體所占比例、漁獲物中出現(xiàn)的科數(shù)所占比例、雜食性魚(yú)類個(gè)體所占比例、底棲動(dòng)物食性魚(yú)類個(gè)體所占比例、頂級(jí)肉食性魚(yú)類所占比例和外來(lái)種個(gè)體所占比例等10個(gè)指標(biāo)構(gòu)建紅水河IBI指標(biāo)體系。結(jié)果表明：2013年25個(gè)采樣江段的IBI值為38 ～ 80分，均值62分。其中，24%的江段生物完整性等級(jí)為“好”；32%的江段生物完整性等級(jí)為“一般”；44%的江段生物完整性等級(jí)為“差”。從生境類型來(lái)看，支流生物完整性明顯優(yōu)于水庫(kù)、庫(kù)尾回水區(qū)。此外，現(xiàn)狀數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)的結(jié)果為：2018年紅水河IBI值為64分，高于2013年均值62分，生物完整性均處于“一般”等級(jí)。

關(guān)鍵詞：筑壩河流；生物完整性；魚(yú)類群聚；紅水河

中圖分類號(hào)：Q178.1 " " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A " " " "文章編號(hào)：1674-3075（2023）04-0092-07

河流系統(tǒng)是一種開(kāi)放的生命系統(tǒng)，流域間具有豐富的物質(zhì)生產(chǎn)及交換能力（Marzin et al，2014），具有穩(wěn)定的生物完整性是生態(tài)良好河流的基本表征（Karr，1981）。當(dāng)河流生態(tài)系統(tǒng)遭受人為活動(dòng)破壞而引起物質(zhì)循環(huán)改變或生境破壞后，其生物完整性狀況也隨之發(fā)生變化，可以通過(guò)生物完整性的變化程度反映河流生態(tài)環(huán)境遭受的壓力狀況（Karr amp; Chu，2000；Growns et al，2013）。

河流水生生物環(huán)境面臨的脅迫多樣，其生態(tài)效應(yīng)具有累積、復(fù)雜繁多等特征（dos Santos et al，2018；Yang et al，2020）。國(guó)內(nèi)外廣泛使用的指標(biāo)生物有藻類、大型底棲動(dòng)物和魚(yú)類等（沈強(qiáng)等，2012；dos Santos et al，2018；Yang et al，2020），但大多數(shù)采用的是單項(xiàng)指標(biāo)（韋日鋒等，2009），且評(píng)價(jià)尺度較小、覆蓋區(qū)域較窄，難以反映流域脅迫繁復(fù)、多樣的風(fēng)險(xiǎn)源特性。現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)則多為復(fù)合指標(biāo)系統(tǒng)（崔文彥等，2020），包括生態(tài)指標(biāo)、理化指標(biāo)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和人類健康指標(biāo)，所選取的指標(biāo)存在較大學(xué)科差異，指標(biāo)分級(jí)繁多、混亂。美國(guó)于1972年推行《清潔水法》（Clean Water Act，CWA），2018年開(kāi)始國(guó)家河流和溪流評(píng)價(jià)（USEPA，2018）；歐盟水生態(tài)評(píng)價(jià)可追溯到1975年的水法，再到2000年新《水框架法令》、英國(guó)（RIVPACS RP）和澳大利亞（AUSRIVAS AR）的河流溪流分類等（Karr amp; Chu，2000），而國(guó)內(nèi)流域水生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)管理近年才逐步實(shí)施，現(xiàn)有的水生態(tài)系統(tǒng)測(cè)繪、分類和評(píng)估的技術(shù)指標(biāo)尚不成熟和全面，缺乏成熟、可靠的技術(shù)體系支撐。

生物完整性指數(shù)（Index of Biological Integrity，IBI）評(píng)價(jià)的原理主要從偏離原始未受人類干擾的或者少受人類干擾的理想型生態(tài)系統(tǒng)的程度來(lái)考慮，通過(guò)與參照系的比較，反映出水生態(tài)系統(tǒng)抗干擾、維持其自身結(jié)構(gòu)完整的能力（Karr，1981）。通過(guò)對(duì)河流建壩后生態(tài)衰退過(guò)程的評(píng)價(jià)，為避免人類活動(dòng)干擾造成河流負(fù)面影響進(jìn)一步擴(kuò)大提供關(guān)鍵的管理信息（Karr amp; Chu，2000）。本研究針對(duì)筑壩河流生境特點(diǎn)構(gòu)建適應(yīng)性的IBI評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，研究結(jié)果可用于分類和評(píng)估筑壩河流水生生態(tài)系統(tǒng)狀況，有效提升河流管理效率。

1 " 研究區(qū)域

珠江是我國(guó)七大江河之一，由西江、北江、東江及珠江三角洲諸河組成。其中西江最長(zhǎng)，通常被稱為珠江主流，發(fā)源于云南省曲靖市烏蒙山余脈的馬雄山東麓，由南盤江、紅水河、黔江、潯江及西江等河段組成，全長(zhǎng)2 075 km。紅水河包括西江上游南盤江至北盤江匯口河段、紅水河、黔江，全長(zhǎng)1 143 km，流域面積138 340 km2，多年平均流量2 290 m3/s，總落差756.6 m，可開(kāi)發(fā)利用水能約13 030 MW，是我國(guó)十三大水電基地之一，是水力資源富集區(qū)域。紅水河10個(gè)梯級(jí)電站分別為：天生橋一級(jí)和天生橋二級(jí)、平班、龍灘、巖灘、大化、百龍灘、樂(lè)灘、橋鞏、大藤峽和長(zhǎng)洲，總裝機(jī)容量為12 000 MW，年發(fā)電量約600億kW·h。目前，所有梯級(jí)均已投入正常運(yùn)行（表1），最后一個(gè)投入運(yùn)行的梯級(jí)是大藤峽水電站，于2020年3月10日蓄水運(yùn)行。

紅水河共設(shè)置25個(gè)采樣江段，見(jiàn)圖1。其中，9個(gè)干流流水生境：龍灘庫(kù)尾南盤江（S1）、龍灘庫(kù)尾北盤江（S2）、巖灘庫(kù)尾（S4）、大化庫(kù)尾（S6）、百龍灘水庫(kù)（S8）、樂(lè)灘庫(kù)尾（S9）、長(zhǎng)洲庫(kù)尾（S14）、大藤峽庫(kù)尾（S12）、橋鞏水庫(kù)（S11）江段；6個(gè)庫(kù)區(qū)緩流水生境：龍灘水庫(kù)（S3）、巖灘水庫(kù)（S5）、大化水庫(kù)（S7）、樂(lè)灘水庫(kù)（S10）、大藤峽水庫(kù)（S13）、長(zhǎng)洲水庫(kù)（S15）；10個(gè)支流河口流水生境：蒙江（S16）、漕渡河（S17）、布柳河（S18）、盤陽(yáng)河（S19）、靈岐河（S20）、刁江（S21）、柳江（S22）、郁江（S23）、濛江（S24）、桂江（S25）。

2 " 材料與方法

2.1 " 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究使用的數(shù)據(jù)主要來(lái)源于文獻(xiàn)資料和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。監(jiān)測(cè)值為2013年調(diào)查的魚(yú)類數(shù)據(jù)；現(xiàn)狀值為2018年調(diào)查的魚(yú)類數(shù)據(jù)。其中，2013年數(shù)據(jù)來(lái)源于2013年6-7月、11月開(kāi)展的2次魚(yú)類調(diào)查，調(diào)查范圍為平班壩下至桂江河口江段15個(gè)干流江段和10條支流江段；2018年復(fù)核數(shù)據(jù)來(lái)源于報(bào)道的紅水河22個(gè)采樣江段的調(diào)查數(shù)據(jù)（王崇等，2019），調(diào)查范圍為天生橋、平班、龍灘、巖灘、大化、樂(lè)灘、大藤峽和橋鞏等8個(gè)梯級(jí)，基本覆蓋2013年采樣江段。

采樣方法為定量采集和定性采集。每個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)多天的采樣，直至采樣連續(xù)3天未出現(xiàn)新種類，即認(rèn)為已采集到該處的全部種類的魚(yú)類，可結(jié)束采樣。每個(gè)采樣點(diǎn)采用不同種類和規(guī)格的網(wǎng)具，主要為刺網(wǎng)、餌鉤、蝦籠等，盡量捕獲到該江段不同水層的所有種類。具體方法為：在每個(gè)采樣江段聯(lián)系1～3個(gè)當(dāng)?shù)貪O民，要求他們?cè)谥付▍^(qū)域進(jìn)行捕撈，并收集每個(gè)漁民每天全部漁獲物，對(duì)不同漁民、不同網(wǎng)具、不同區(qū)域的漁獲物進(jìn)行分開(kāi)統(tǒng)計(jì)，記錄采集地點(diǎn)、網(wǎng)具、采樣點(diǎn)生境狀況等信息。同時(shí)走訪當(dāng)?shù)貪O民和漁政部門，了解該區(qū)域內(nèi)的漁業(yè)資源、種類與分布、捕撈等情況。

2.2 " 參照系構(gòu)建

參照系應(yīng)是水域曾經(jīng)達(dá)到或者可能達(dá)到的最優(yōu)水平。因此，在國(guó)內(nèi)外生物完整性評(píng)價(jià)中，一般按以下3種方式確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的基準(zhǔn)值：（1）歷史狀態(tài)；（2）現(xiàn)存最佳狀態(tài)；（3）可達(dá)到的最佳狀態(tài)。本研究基于20世紀(jì)末期紅水河歷史調(diào)查數(shù)據(jù)（藍(lán)家湖等，1996）構(gòu)建參照系統(tǒng)（即期望值，設(shè)為E），以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際采集到的魚(yú)類組成結(jié)構(gòu)作為監(jiān)測(cè)值（即受損點(diǎn)，設(shè)為M）。藍(lán)家湖等（1996）在1982-1994年開(kāi)展了紅水河流域魚(yú)類調(diào)查，共調(diào)查到魚(yú)類141種，分屬6目18科94屬。其中，鯉科86種、鰍科16種、鲿科6種，分別占總數(shù)的60.1%、11.35%和4.26%。

2.3 " 指標(biāo)體系構(gòu)建方法

本研究IBI指標(biāo)體系構(gòu)建主要參照Karr等（1986）和Zhu amp; Chang（2008）中的IBI指標(biāo)體系和構(gòu)建方法。首先分析研究區(qū)域的魚(yú)類區(qū)系特征和主要脅迫因子，然后提出初選指標(biāo)，最后通過(guò)試評(píng)價(jià)篩選出對(duì)人類干擾均具有可預(yù)測(cè)的不同程度的下降或上升的趨勢(shì)的指標(biāo)類群構(gòu)建紅水河IBI指標(biāo)體系。

根據(jù)紅水河流域魚(yú)類種類多樣性高、鯉科魚(yú)類比例高、外來(lái)種增多和水電梯級(jí)開(kāi)發(fā)強(qiáng)度高等特點(diǎn)，確定總種類數(shù)、特有魚(yú)類種類、魚(yú)食性種類、雜食性種類、底棲動(dòng)物食性種類、鯉科魚(yú)類、鰍科魚(yú)類、鲿科魚(yú)類、外來(lái)種、耐受種類個(gè)體比例、重量/尾數(shù)比和特有魚(yú)類比例等12個(gè)初選指標(biāo)，然后通過(guò)試評(píng)價(jià)最終選取10個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)（Metrics），指標(biāo)表達(dá)為：Mi（i=10）。

2.4 " IBI計(jì)算與等級(jí)

將10個(gè)單項(xiàng)屬性指標(biāo)Mi的監(jiān)測(cè)值和期望值進(jìn)行對(duì)比，將每個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)值，表達(dá)為：

Si=（Mi / Ei）×100% " " " " " " ①

式中：Si代表群落屬性單項(xiàng)指標(biāo)Mi占期望值Ei的百分比。

根據(jù)Si偏離期望值的程度，可對(duì)應(yīng)賦值為1、3或5等3檔分值。累計(jì)10個(gè)群落屬性標(biāo)準(zhǔn)值Si，轉(zhuǎn)化為百分制得到綜合評(píng)分值Pi。

Pi=2×（S1+S2+……+S10） " " " " " ②

Pi總分值在20 ～100分，對(duì)應(yīng)不同水生態(tài)等級(jí)，見(jiàn)表2。

3 " 結(jié)果與分析

3.1 " 魚(yú)類群落組成

2013年共調(diào)查到魚(yú)類122種，隸屬于10目23科82屬（表3）。其中，外來(lái)魚(yú)類9種，分別為太湖新銀魚(yú)（Neosalanx taihuensis）（Chen，1956）、短蓋巨脂鯉（Piaractus brachypomus）、斑點(diǎn)叉尾鮰（Ictalurus Punetaus）、食蚊魚(yú)（Gambusia affinis）、鱖（Siniperca chuatsi）、莫桑比克羅非魚(yú)（Oreochromis mossambicus）、尼羅羅非魚(yú)（Oreochromis niloticus）、奧里亞羅非魚(yú)（Oreochromis aureus）、丁鱥（Tinca tinca），特別是尼羅羅非魚(yú)在20個(gè)采樣江段有分布，在總的漁獲物中尾數(shù)和重量分別占7.25%和7.49%，在漁獲物中排名第2。

2018年共調(diào)查到魚(yú)類62種，隸屬于6目14科49屬，見(jiàn)表3。其中，外來(lái)魚(yú)類4種，分別為革胡子鲇（Clarias gariepinus）、斑點(diǎn)叉尾鮰、莫桑比克羅非魚(yú)、尼羅羅非魚(yú)。

3.2 " IBI指標(biāo)體系

本研究最終采用包含10個(gè)參數(shù)的IBI指標(biāo)體系，分屬種類豐度與組成、耐受性、營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)和個(gè)體狀況等4個(gè)魚(yú)類群落屬性（見(jiàn)表4），其中，M1代表總種類數(shù)占期望值的比例，M2～M4分別代表魚(yú)類群聚中前3科魚(yú)類的種類數(shù)所占比例，M5代表耐受性個(gè)體總數(shù)，M6代表漁獲物中出現(xiàn)的科數(shù)所占比例，M7～M9代表魚(yú)類群聚營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)中前3種食性魚(yú)類的種類數(shù)，M10為外來(lái)種所占比例。

3.3 " IBI值計(jì)算

IBI計(jì)算結(jié)果如圖2，2013年紅水河25個(gè)采樣江段的IBI值為38～80分，均值為62分。其中橋鞏水庫(kù)、支流郁江和柳江最好，IBI值均為80分，龍灘庫(kù)尾北盤江江段、大藤峽庫(kù)尾、長(zhǎng)洲水庫(kù)以及布柳河等6個(gè)江段，IBI值均為76分，生物完整性等級(jí)為“好”，占總采樣江段的24%；百龍灘水庫(kù)、樂(lè)灘水庫(kù)、大藤峽水庫(kù)以及蒙江、曹渡河和濛江等6個(gè)江段，IBI值介于60～70分，生物完整性等級(jí)為“一般”，占總采樣江段的32%；其余11個(gè)江段IBI值為40～58分，生物完整性等級(jí)為“差”，占總采樣江段的44%。

IBI計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5，2018年紅水河總體IBI值為64，生物完整性等級(jí)為“一般”。

從生境類型來(lái)看，支流生物完整性情況好于干流庫(kù)尾江段和庫(kù)區(qū)緩流水江段，水庫(kù)、庫(kù)尾回水區(qū)的IBI并無(wú)明顯差異，見(jiàn)圖3。

4 " 討論

4.1 " 魚(yú)類群落組成特征

紅水河流域魚(yú)類資源豐富，多樣性高。據(jù)《廣西淡水魚(yú)類志》（廣西壯族自治區(qū)水產(chǎn)研究所和中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所，2006）記載，廣西境內(nèi)紅水河及潯江共分布魚(yú)類192種，屬14目31科109屬。其中，國(guó)家及省級(jí)保護(hù)種有：中華鱘（Acipenser sinensis）（國(guó)家一級(jí)）、花鰻鱺（Anguilla marmorata）（國(guó)家二級(jí)）、唐魚(yú)（Tanichthys albonubes）（國(guó)家二級(jí)）、鰣（Tenualosa reevesii）（廣西壯族自治區(qū)重點(diǎn)保護(hù)魚(yú)類）；列入紅皮書(shū)的種類11種；珠江水系特有種類27種。

受梯級(jí)開(kāi)發(fā)阻隔和水庫(kù)調(diào)度影響，紅水河的水文情勢(shì)發(fā)生了較大改變，魚(yú)類種類組成與結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生改變，表現(xiàn)為本地種類珍稀、保護(hù)、特有魚(yú)類資源下降，水庫(kù)外來(lái)種增多，并逐漸成為優(yōu)勢(shì)種類。2013年，漁獲物中IRI值大于500的魚(yú)類有6種，依次為鯉（Cyprinus carpio）、尼羅羅非魚(yú)、斑鱯（Mystus guttatus）、子陵吻鰕虎魚(yú)（Rhinogobius giurinus）（Rutter，1897）、卷口魚(yú)（Ptychidio jordani）、?（Hemiculter leucisculus）。2013年和2018年分別調(diào)查到外來(lái)種9種、4種，之前有報(bào)道紅水河共有外來(lái)種12種魚(yú)類（王丹等，2007），王崇等（2019）、帥方敏等（2017）指出，盡管紅水河已經(jīng)拆除了養(yǎng)殖網(wǎng)箱，但是一些逃逸的外來(lái)養(yǎng)殖品種已經(jīng)在本地魚(yú)類群落中占據(jù)優(yōu)勢(shì)生態(tài)位。

4.2 " 生物完整性指標(biāo)體系構(gòu)建依據(jù)

河流魚(yú)類群落狀況通常能很好地反映河流生境主要的脅迫影響（Karr amp; Chu，2000），然而，許多研究者將環(huán)境指標(biāo)作為生物完整性指標(biāo)體系構(gòu)建是否科學(xué)的重要依據(jù)，這在科學(xué)性上仍存在爭(zhēng)議。劉凱等（2005）、Yang等（2020）認(rèn)為為了使生物完整性評(píng)估更加科學(xué)、更客觀，需要進(jìn)行更多的研究工作來(lái)關(guān)注生物完整性與環(huán)境因素之間的關(guān)系。婁方瑞等（2015）對(duì)紅水河梯級(jí)水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)健康狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并將IBI值與水質(zhì)因子做了相關(guān)性分析。由于在紅水河魚(yú)類資源調(diào)查中發(fā)現(xiàn)外來(lái)種問(wèn)題（王崇等，2019），外來(lái)種指標(biāo)可以反映筑壩河流各個(gè)層面的人類活動(dòng)強(qiáng)度對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的脅迫壓力（Karr et al，1986；Yang et al，2020）。另外，根據(jù)Yang等（2021）對(duì)金沙江下游梯級(jí)開(kāi)發(fā)對(duì)魚(yú)類群落的影響研究結(jié)果，河流水電梯級(jí)開(kāi)發(fā)導(dǎo)致河流水文過(guò)程發(fā)生了巨大改變，養(yǎng)殖品種逃逸或者航運(yùn)帶入水庫(kù)的外來(lái)種迅速適應(yīng)了庫(kù)區(qū)緩流環(huán)境，逐漸取代部分本地種成為新的優(yōu)勢(shì)種。因此，本研究提出將外來(lái)種作為水庫(kù)生境生物完整性評(píng)價(jià)的核心指標(biāo)，并圍繞外來(lái)種指標(biāo)構(gòu)建水庫(kù)IBI指標(biāo)體系。由于大多采樣點(diǎn)特有魚(yú)類監(jiān)測(cè)值均為零，不能反映采樣點(diǎn)生境差異，而不同種類個(gè)體差異較大，重量/數(shù)量比變化太大，刪除特有魚(yú)類和重量/數(shù)量比2個(gè)指標(biāo)，最終篩選對(duì)人類干擾均具有可預(yù)測(cè)的不同程度的下降或上升的趨勢(shì)的指標(biāo)類群的10個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)（表4）。此外，本指標(biāo)體系的構(gòu)建亦參考了長(zhǎng)江水生生物完整性指數(shù)評(píng)價(jià)體系。

4.3 " 魚(yú)類保護(hù)策略

維持河流從上游到下游以及沖積平原橫向梯度的水文連通性是許多水生生物完成生命史周期的關(guān)鍵，例如長(zhǎng)途遷徙的大型魚(yú)類（Ru amp; Liu，2013；Zhang et al，2020）。水利工程強(qiáng)度和水文響應(yīng)并不是線性關(guān)系，而是具有明顯階段性，而是分為滯后期、過(guò)渡期、敏感期和適應(yīng)期，并在不同的階段具有不同的水文響應(yīng)特征（Luo，2021）。在水電開(kāi)發(fā)影響下，紅水河本地魚(yú)類種類數(shù)量下降，結(jié)構(gòu)趨向簡(jiǎn)單化，主要表現(xiàn)為雜食性、耐受性強(qiáng)、適應(yīng)多種棲息地的廣布性種類和外來(lái)種等增加，極少頂級(jí)肉食者；年齡級(jí)缺失，魚(yú)類數(shù)量、生長(zhǎng)和體質(zhì)等指標(biāo)下降；天然雜交和感染疾病個(gè)體出現(xiàn)較多（表3）（Karr et al，1986；Zhu amp; Chang，2008； Yang et al，2021）。同時(shí)，支流生物完整性情況好于干流庫(kù)尾和庫(kù)區(qū)江段，這可能由于干流高強(qiáng)度開(kāi)發(fā)后支流仍保留了部分流水生境，部分河流性魚(yú)類受水流吸引進(jìn)入支流流水區(qū)域（Yang et al，2020）從而成為更多生態(tài)類型魚(yú)類棲息的生境。此外，2018年數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證評(píng)價(jià)，IBI值64分略高于2013年均值62分，生物完整性分級(jí)也屬于“一般”等級(jí)。因此，應(yīng)針對(duì)以上特點(diǎn)進(jìn)行水生態(tài)修復(fù)并改善以魚(yú)類為代表的具有生命活力的紅水河水生態(tài)系統(tǒng)，優(yōu)先保護(hù)現(xiàn)存庫(kù)尾和支流流水生境，優(yōu)化庫(kù)區(qū)魚(yú)類群落結(jié)構(gòu)，控制捕撈改善魚(yú)類小型化和低齡化，從而提升紅水河魚(yú)類資源管理水平，是落實(shí)“共抓大保護(hù)，不搞大開(kāi)發(fā)”，優(yōu)化生態(tài)安全屏障體系重要舉措，對(duì)建設(shè)生態(tài)文明和美麗中國(guó)具有重要意義。

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（責(zé)任編輯 " 鄭金秀）

Biological Integrity of Dammed Rivers - A Case Study of

Hongshui River in the Pearl River Basin

ZHU Di1，2，WANG Chong1，2，YANG Zhi1，2，CHEN Xiao‐juan1，2

（1. Key Laboratory of Ministry of Water Resources for Ecological Impacts of Hydraulic-projects

and Restoration of Aquatic Ecosystem， Institute of Hydroecology， Ministry of

Water Resources amp; Chinese Academy of Sciences， Wuhan " 430079， P.R. China;

2. Hubei Provincial Collaborative Innovation Centre for Water Resources Security，

Wuhan " 430072， P.R. China）

Abstract：In this study， an adaptive fish index of biotic integrity （IBI） was developed to assess the influence of cascaded hydropower development on fish assemblages in Hongshui River， based on regional development characteristics and fish assemblages. The reference status and expected values were obtained from historical data on fish monitoring for the period 1982-1994. The monitoring data was taken from a fish community survey carried out in 2013 at 25 river sections， including three habitat types： 9 reservoir backwater sections， 6 reservoir sections and 10 tributary sections. The status value was obtained from the fish community survey of 2018. Based on the characteristics of fish assemblages in Hongshui River and the high-intensity hydropower development， ten metrics belonging to four attributes of fish assemblages （species richness and composition， tolerance， trophic structure and individual condition） were used to develop the biotic integrity index after preliminary evaluation. The ten metrics are expressed as ratios： （1） Total fish species collected to expected number of species， （2） Cyprinidae species to total fish species， （3） Bagridae species to total fish species， （4） Siluridae species to total fish species， （5） tolerant fish to total fish， （6） fish families collected to expected number of families， （7） omnivorous species to total species， （8） benthic insectivorous species to total species， （9） top carnivorous species to total species， （10） exotic fish species to total species. After weighting the metrics， IBI values were calculated and the range was 38-80 over the 25 sections in 2013， with a mean value of 62. The IBI score was classified as good at 24% of the sections， fair at 32% of the sections， and poor at 44% of the sections. From the perspective of habitat type， the IBI score for the tributaries was significantly higher than those in the reservoir and backwater areas， but the difference between the reservoir sections and backwater sections was not significant. The average IBI value for the 25 sections in 2018 was 64， slightly but not significantly higher than in 2013， and the biological integrity of all investigated sections was generally fair.

Key words：dammed river; biological integrity; fish assemblage; Hongshui River