銀川市典農(nóng)河流域魚類多樣性研究及水生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)

關(guān)鍵詞：魚類；生物多樣性；水生態(tài)系統(tǒng)；健康評(píng)價(jià)；典農(nóng)河

中圖分類號(hào)：Ｘ１７１．１ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０６．０１４

引用格式：王汨，徐宗學(xué)，殷旭旺．銀川市典農(nóng)河流域魚類多樣性研究及水生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)［Ｊ］．人民黃河，２０２４，４６（６）：８５－８９，１０２．

魚類多樣性研究對(duì)于全面了解河流水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況和功能具有重要意義［１］ 。魚類作為水生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，既是生物多樣性的代表，又是水體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化的敏感指示器［２－５］ 。魚類的生存與繁殖受諸多環(huán)境因素影響，包括水質(zhì)、溫度、溶解氧等［６］ 。魚類豐富度和多樣性不僅可以反映水域生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性，而且可以直接和間接反映水域生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況與生物鏈的完整性，是評(píng)估水域水質(zhì)及生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的重要指標(biāo)［７］ 。

在快速城市化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背景下，河流特別是內(nèi)陸河流面臨著水資源短缺、生態(tài)退化等問(wèn)題［６－７］ 。水生態(tài)健康評(píng)價(jià)可以系統(tǒng)、全面地評(píng)估河流的水環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)服務(wù)功能，識(shí)別潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境問(wèn)題，為制定和實(shí)施科學(xué)的水資源管理與保護(hù)措施提供依據(jù)［８－１１］ 。銀川市存在復(fù)雜而龐大的水生態(tài)系統(tǒng)，典農(nóng)河作為該市主要淡水生態(tài)系統(tǒng)之一，對(duì)水域生態(tài)與環(huán)境建設(shè)具有重要指示作用。河流生態(tài)系統(tǒng)具有空間異質(zhì)性和時(shí)間周期性變化，河流生態(tài)系統(tǒng)主要載體“水”具有流動(dòng)性且極易受到人為因素的干擾。筆者于２０２２年９月在典農(nóng)河及其支流閱海、寶湖、鶴泉湖開(kāi)展魚類多樣性調(diào)查和水生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)工作，以期為制定典農(nóng)河流域生態(tài)保護(hù)政策、生態(tài)修復(fù)方案等提供科學(xué)依據(jù)，進(jìn)而推動(dòng)銀川市生態(tài)文明建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展。

１研究方法

１．１典農(nóng)河概況與樣品采集

典農(nóng)河發(fā)源于永寧縣，最終流入黃河，橫跨６個(gè)縣（區(qū)），全長(zhǎng)１８０．５ ｋｍ。典農(nóng)河連接了七星連湖、華雁湖、西湖、閱海、北塔湖、沙湖等湖泊濕地，形成了近４３９１ｈｍ^２水面。典農(nóng)河流域氣候?qū)儆谥袦貛Т箨懶愿珊禋夂?，年平均氣溫８．?℃，年平均降水量２０６ ｍｍ。典農(nóng)河是集農(nóng)田排水、防洪泄洪、城市景觀、生態(tài)建設(shè)為一體的河流，也是寧夏建設(shè)節(jié)水型社會(huì)的標(biāo)志性河流之一。根據(jù)典農(nóng)河及其支流閱海、寶湖、鶴泉湖水體分布特征，設(shè)置４０ 個(gè)采樣點(diǎn)，于２０２２年９月開(kāi)展野外調(diào)查，采集魚類樣品和水樣。

采用綜合捕撈法采集魚類樣品。對(duì)于水深小于１．５ｍ 的點(diǎn)位，采用低頻率脈沖式捕魚法采集魚類，時(shí)間約為３０ ｍｉｎ；對(duì)于水深大于１．５ｍ 的點(diǎn)位，采用掛網(wǎng)法和低頻率脈沖式捕魚法配合采集魚類，掛網(wǎng)時(shí)間維持在１ｈ左右?，F(xiàn)場(chǎng)鑒定采集的魚類樣品，測(cè)量魚類體高、體長(zhǎng)等生物學(xué)指標(biāo)并計(jì)數(shù)［１２－１６］ ，鑒定完的魚類放生，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)未能鑒定的樣品，用甲醛固定后帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步鑒定。

１．２基于魚類完整性指數(shù)Ｆ－ＩＢＩ的水生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)

１．２．１參考點(diǎn)和受損點(diǎn)選擇

參考點(diǎn)和受損點(diǎn)篩選是構(gòu)建完整性指數(shù)ＩＢＩ的基礎(chǔ)。按照未受到人類活動(dòng)干擾或受到輕度人類活動(dòng)干擾的采樣點(diǎn)要求，結(jié)合水化學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)，最終篩選得到６個(gè)參考點(diǎn)（典農(nóng)河８、９、１０、１７號(hào)采樣點(diǎn)，閱海２、５號(hào)采樣點(diǎn)），其余采樣點(diǎn)作為受損點(diǎn)。

１．２．２備選指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)典農(nóng)河流域魚類種類組成及生態(tài)學(xué)特征，參考以往研究成果［１９－２６］，從種類組成與豐度、營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)、耐受性、繁殖共位群、魚類數(shù)量與分布５ 種屬性中選?。玻矀€(gè)備選指標(biāo)，見(jiàn)表１。

１．２．３核心指標(biāo)篩選

對(duì)備選指標(biāo)進(jìn)行分布范圍篩選、判別能力篩選和相關(guān)性分析。分布范圍主要分析備選指標(biāo)的變化范圍與取值，將變化范圍過(guò)小、０ 值過(guò)多的備選指標(biāo)予以刪除［２４］ 。判別能力篩選是利用箱型圖比較參考點(diǎn)和受損點(diǎn)各個(gè)備選指標(biāo)的四分位距，即比較參考點(diǎn)和受損點(diǎn)在２５％～７５％分位數(shù)范圍內(nèi)箱體（ＩＱ）的重疊情況，選擇箱體無(wú)重疊或箱體有部分重疊但中位線不在對(duì)方箱體內(nèi)的指標(biāo)［２５］ 。利用Ｐｅａｒｓｏｎ相關(guān)性分析對(duì)指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)［２３］ ，若Ｒ ＜０．７５（Ｒ 為相關(guān)系數(shù)）則表明兩個(gè)指標(biāo)間相關(guān)性較小，通過(guò)檢驗(yàn)；若Ｒ ＞０．７５ 則表明兩個(gè)指標(biāo)間相關(guān)性較大，兩個(gè)指標(biāo)取其一即可，以此篩選出核心指標(biāo)［２３－２６］ 。

１．２．４ Ｆ－ＩＢＩ 分值計(jì)算與水生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

本研究選用比值法對(duì)核心指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化以統(tǒng)一量綱。對(duì)于受干擾越強(qiáng)分值越低的指標(biāo)，采用式（１）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化賦分；對(duì)于受干擾越強(qiáng)分值越高的指標(biāo)，采用式（２）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化賦分。

將所有核心指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的分值相加，即得完整性指數(shù)ＩＢＩ。以參照點(diǎn)位２５％分位數(shù)值為標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分健康與否，再對(duì)健康標(biāo)準(zhǔn)以下的值進(jìn)行三等分，將河流水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況分為４個(gè)等級(jí)，即健康、良好、一般和不健康［２６］ 。

２評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

２．２魚類特征

２．２．１魚類群落結(jié)構(gòu)

典農(nóng)河流域共采集到魚類２３ 種，隸屬１６ 科２１屬。其中鯉科、亞科（３ 種）種類最多，占調(diào)查物種總數(shù)的１３．０４％；其次是鲌亞科、鰱亞科、鳑鲏亞科，均為２ 種；其他科的種類數(shù)均為１ 種。典農(nóng)河、閱海、寶湖、鶴泉湖分別采集魚類１８、１２、６、１０ 種。物種多樣性方面，Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ 多樣性指數(shù)（Ｈ′）在銀川典農(nóng)河流域各調(diào)查點(diǎn)位無(wú)顯著差異，但Ｐｉｅｌｏｕ 均勻度指數(shù)（Ｊ′）存在空間差異性，見(jiàn)表３。寶湖Ｊ′為０．９５±０．０２，顯著高于典農(nóng)河的（顯著性水平Ｐ＜０．０５）。功能多樣性方面，功能豐富度（ＦＲｉｃ）、功能離散度（ＦＤｉｖ）以及功能均勻度（ＦＥｖｅ）均表現(xiàn)出不同程度的空間差異性。其中，寶湖的功能豐富度和功能離散度顯著高于典農(nóng)河的（Ｐ＜０．０５），與閱海和鶴泉湖的空間差異性不顯著（Ｐ＞０．０５）。寶湖的功能均勻度顯著高于閱海的（Ｐ＜０．０５），與典農(nóng)河及鶴泉湖的空間差異性不顯著（Ｐ ＞０．０５）。物種和功能多樣性均表明，與其他區(qū)域相比，寶湖魚類群落的種類分布均勻，生態(tài)位的分化程度高，種間競(jìng)爭(zhēng)較小。

２．３．２核心指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化

根據(jù)比值法對(duì)各核心指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，結(jié)果見(jiàn)表５。其中：Ｍ３、Ｍ１１ 為受干擾而減小的參數(shù)，利用式（１）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化；Ｍ１５ 為受干擾而增大的參數(shù)，利用式（２）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

２．４生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)

以參考點(diǎn)的２５％分位數(shù)為最佳期望值，劃分健康等級(jí)，由此得出典農(nóng)河基于Ｆ－ＩＢＩ 指標(biāo)的健康評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：Ｆ－ＩＢＩ 值分別為＞２．６５、（１．７６，２．６５］、（０．８８，１．７６］、≤０．８８的健康等級(jí)分別為健康、良好、一般、不健康。典農(nóng)河流域Ｆ－ＩＢＩ 計(jì)算結(jié)果表明，流域水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況普遍較好，良好及良好以上等級(jí)的采樣點(diǎn)占比為５２．５％。從典農(nóng)河、閱海、寶湖和鶴泉湖來(lái)看，閱海水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況優(yōu)于典農(nóng)河、寶湖和鶴泉湖，閱海、典農(nóng)河、鶴泉湖水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況均處于良好等級(jí)，寶湖則處于一般等級(jí)。典農(nóng)河處于健康等級(jí)的采樣點(diǎn)占比為１９．０５％，閱海處于健康等級(jí)的采樣點(diǎn)占比為１６．６７％，而寶湖和鶴泉湖無(wú)處于健康等級(jí)的采樣點(diǎn)；典農(nóng)河處于良好等級(jí)的采樣點(diǎn)占比為３８．１０％，閱海、鶴泉湖處于良好等級(jí)的采樣點(diǎn)占比為３３．３３％，而寶湖處于良好等級(jí)的采樣點(diǎn)占比為４２．８６％。

３結(jié)束語(yǔ)

典農(nóng)河流域水體偏堿性，電導(dǎo)率、ＴＤＳ含量等較大，這與典農(nóng)河流域水體含沙量較大有關(guān)。總氮、總磷和氨氮質(zhì)量濃度較大，水體富營(yíng)養(yǎng)化程度較高。從魚類群落結(jié)構(gòu)和功能的多樣性來(lái)看，典農(nóng)河、閱海、寶湖和鶴泉湖存在顯著差異。應(yīng)用魚類完整性指數(shù)法進(jìn)行水生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)，結(jié)果表明：閱海水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況優(yōu)于典農(nóng)河、寶湖和鶴泉湖，典農(nóng)河和鶴泉湖均處于良好等級(jí)，寶湖則處于一般等級(jí)。

在進(jìn)行典農(nóng)河流域生態(tài)治理時(shí)，應(yīng)充分考慮不同水體水環(huán)境的理化性質(zhì)和生物特征。根據(jù)不同區(qū)域的水體狀況、農(nóng)業(yè)活動(dòng)和生態(tài)環(huán)境等因素，在治理時(shí)進(jìn)行精細(xì)化分區(qū)和分類管理，實(shí)現(xiàn)精確施策。同時(shí)加強(qiáng)源頭控制，對(duì)典農(nóng)河流域內(nèi)重點(diǎn)排污源進(jìn)行精準(zhǔn)治理，控制其對(duì)水體環(huán)境的影響。重點(diǎn)關(guān)注污水處理設(shè)施的建設(shè)與運(yùn)維，以及農(nóng)業(yè)面源污染的防控，從源頭遏制污染物輸入。鼓勵(lì)發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)旅游等生態(tài)友好型產(chǎn)業(yè)，增加經(jīng)濟(jì)收入的同時(shí)激勵(lì)生態(tài)環(huán)保行為。通過(guò)打造綠色產(chǎn)業(yè)和生態(tài)產(chǎn)品，促進(jìn)典農(nóng)河流域的可持續(xù)發(fā)展。因此，加強(qiáng)典農(nóng)河流域水源以及水環(huán)境的分區(qū)治理、加強(qiáng)源頭控制并發(fā)展生態(tài)友好型產(chǎn)業(yè)是典農(nóng)河流域生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展的重要方向。