浑河流域鱼类群落特征及其与环境因子的关系

刘伟，张远*，高欣，贾晓波，马淑芹，刘思思

1.中国环境科学研究院流域水生态保护技术研究室，北京 100012 2.环境标准与风险评估国家重点实验室，中国环境科学研究院，北京 100012



浑河流域鱼类群落特征及其与环境因子的关系

刘伟1,2，张远1,2*，高欣1,2，贾晓波1,2，马淑芹1,2，刘思思1,2

1.中国环境科学研究院流域水生态保护技术研究室，北京 100012 2.环境标准与风险评估国家重点实验室，中国环境科学研究院，北京 100012

流域水生态调查是对受损的流域水生态系统进行恢复的基础。以浑河流域为例，对全流域62个采样点的鱼类群落进行调查。共采集并鉴定出鱼类34种，隶属于7目10科29属。其中，鲤科鱼类个体数占比最高(88.5%)，鳅科次之(6.7%)。依据鱼类群落组成的相似性，利用聚类分析将62个采样点分为3组：组Ⅰ主要分布于浑河上游；组Ⅱ主要分布于浑河中游的各支流；组Ⅲ主要分布于浑河中下游的干流及各支流。指示物种分析结果显示：组Ⅰ指示物种为洛氏鱥、北方条鳅、北方花鳅和中华多刺鱼；组Ⅱ指示物种主要为鲫、麦穗鱼、宽鳍鱲等中度耐污种；组Ⅲ指示物种为餐条。典型对应分析(canonical correspondence analysis，CCA)结果表明：影响浑河流域鱼类群落结构的主要环境因子为海拔、河流等级、悬浮物固体(SS)浓度、森林用地比例、农业用地比例和总溶解性固体(TDS)浓度。

鱼类；群落结构；环境因子；浑河流域

鱼类作为河流生态系统的顶级群落，与硅藻和底栖动物关系密切[1]，对人类干扰敏感且鉴定分类信息完善，寿命较长，能提供时间连续性的评价，在河流健康评价中占有重要地位[2]。研究发现，鱼类的群落结构受到土地利用方式[3]、水文条件[4]、地形地貌[5]、水质[6]和生物作用[7]等多种因素的共同作用。但由于区域性差异，鱼类群落结构对于环境因子具有不同的响应敏感性[8-9]，因此分析鱼类群落结构特征及影响因子对于河流水生态系统的保护具有重要意义[10]。

随着“国家水体污染控制与治理科技重大专项”的开展，辽河流域水生态系统受到了研究者的广泛关注[11-12]。其中，针对太子河流域的研究最为深入[8-9,13-14]，而对于与太子河同属一个水生态一级分区的浑河流域[15]，其水生态系统受到的关注相对较少，仅见于底栖动物[16]和藻类[17]。浑河是辽宁省水量最大的重污染型内河，承担着为辽河流域中心城市群供水的重任。因此，笔者以浑河流域为研究对象，分析其鱼类群落结构和空间分布特征，筛选出对鱼类群落起主要作用的环境因子，以期为受损的浑河流域水生态系统恢复提供数据支撑。

1 材料和方法

1.1 研究区域

浑河流域是辽河重要支流之一，位于辽宁省东南部山区(40.71°N～42.17°N，122.13°E～125.21°E)。全长415 km，流域面积达1.14×104km2。发源于抚顺市清源县长白山支脉滚马岭。浑河为不对称水系，东侧支流密集，坡陡谷深，水量丰富；西侧支流很少，水量不大。自东北向西南依次流经清源、新宾、抚顺、沈阳、辽中、辽阳、海城、台安等县市。浑河流经的辽宁中部城市群，重工业发达，人口稠密，为沿岸城市废水排放的主要通道。浑河流域属于温带大陆性季风气候区，年平均气温5～10 ℃，多年平均年降水量为650～800 mm，降水多集中在7—8月，多年平均年水面蒸发量为1 100～1 600 mm。浑河上游建有大伙房水库，集水面积5 437 km2，库容量为21.87×108m3。大伙房水库以上区域为低山丘陵区，森林覆盖率高；中下游为平原地区，工业区密集，土地开发程度高。

1.2 数据获取

1.2.1 采样点设置

依据浑河水系的分布并综合考虑野外的可操作性，于2010年6月在浑河干流及其支流(苏子河、红河、英额河、社河、章党河、古城河、李石河、东洲河、白塔堡河、细河和蒲河等)设置62个采样点，并对这62个采样点进行鱼类调查。采样点位置如图1所示。

图1 浑河流域采样点分布Fig.1 Location of the sample sites in the Hun River Basin

1.2.2 样品采集

对于可涉水河流，沿河岸设置400 m长的调查范围，采用电鱼法，每个采样点鱼类采集时间为60 min。对于不可涉水的河流，选用电鱼法和挂网法(网径分为6 cm×6 cm，12 cm×12 cm和20 cm×20 cm 3种)配合进行，挂网时间为60 min。待样品采集后，在野外进行测量和鉴定，记录鱼的身长、全长、质量和数量等。对于现场不能鉴定的样品，用5%的甲醛保存鱼类样品，带回实验室鉴定，鱼类鉴定主要依据文献[18]。

1.2.3 环境因子调查

环境因子的调查包括自然环境因子、水体理化因子、栖息地因子和生境质量因子。自然环境因子包括海拔、河流等级、坡降和蜿蜒度。其中，海拔通过GPS(Trimble-Juno SB)测得；河流等级和蜿蜒度从1∶25万水系图获取，河流等级划分依据Strahler[19]于1957年提出的方法进行；基于DEM数据提取并计算坡降。

栖息地因子包括底质、水深、流速和河宽。其中，底质类型参考Gao等[12]的研究，底质数据在野外获取，并按其粒径大小分为3类：1)巨砾和卵石(粒径>64 mm)；2)圆石和砂砾(粒径为4～64 mm)；3)砂淤泥黏土(粒径<4 mm)。水深和流速采用流速仪(FP 201)现场测定；河宽采用激光测距仪(Leupold RX-IV)现场测量。

生境质量因子评价参照文献[20]，选取底质、栖境复杂性、速度和深度结合、堤岸稳定性、河道变化、河水水量状况、植被多样性、水质状况、人类活动强度、河岸边土壤利用类型共10个评价指标，每个指标20分，共分4个等级：好，16～20分；较好，11～15分；一般，6～10分；差，0～5分。

1.2.4 土地利用数据解译

利用辽河流域2007年9月的Landsat5 TM遥感影像图为数据源，通过ARCNPO 7.1软件平台生成具有拓扑关系的土地利用空间数据库，并用Arc-View 3.2软件输出空间数据库数据。土地利用类型包括森林用地、农业用地、建设用地、草地、水域面积、未利用地6种。

1.3 数据分析

利用Bray-Curtis相似性，对所有采样点的鱼类种类和数量进行聚类分析(cluster analysis，CA)，采样点间的距离利用Sφrensen相关系数进行计算。应用指示物种分析(indicator species analysis, ISA)法分析每个分组内物种出现频次和相对数量，计算得出各分组内指示物种。在进行各项分析之前，对采样点物种进行lg(x+1)转换。此外，参照以往的研究[11-21]，并结合鱼类的习性、栖息地等信息，将池沼公鱼(Hypomesusolidus)、马口鱼(Opsariichthysbidens)、洛氏鱥(Phoxinuslagowskii)、北方花鳅(Cobitisgranoei)、点纹银鮈(Squaliduswolterstorffi)视为敏感种；将鲫(Carassiusauratus)、麦穗鱼(Pseudorasboraparva)、餐条(Hemiculterleucisculus)、泥鳅(Misgurnusanguillicaudatus)视为耐受种。CA和ISA在Pcord 5.0中进行。

为分析环境因子对鱼类群落结构的影响，首先对水体理化因子进行因子分析(factor analysis, FA)，筛选出影响浑河流域水环境质量的主要水体理化因子(因子荷载>0.7)，并计算各主成分及综合主成分，主成分值越小表示水体越清洁[22]。在进行因子分析前，对所有环境变量进行标准化，对标准化后的数据进行KMO和Bartlett’s sphericity检验来判断是否适合进行因子分析。因为物种数据不满足正态分布，采用Kruskal-Wallis(K-W)检验分析不同分组间鱼类特征参数和环境因子的差异性。对各采样点鱼类多度数据进行去趋势对应分析(detrended correspondence analysis，DCA)，研究发现，最长轴的梯度长度为3.60，介于3.0～4.0之间，因此选取典型对应分析(CCA)[23]。在进行DCA和CCA分析前，需剔除出现频率低于5%的鱼类，以避免稀有种的干扰。FA分析和K-W检验于SPSS 19.0中进行；DCA和CCA分析在Canoco 5.0中进行。

2 结果与分析

2.1 浑河流域鱼类群落结构及分布格局

浑河流域共采集鱼类34种，隶属于7目10科29属。其中，鲤科(Cyprinidae)鱼类丰富度最高，占总鱼获量的88.5%；其次为鳅科(Cobitidae)、胡瓜鱼科(Osmeridae)和鰕虎鱼科(Gobiidae)，分别占总鱼获量的6.7%、2.3%和1.4%；七鳃鳗科(Petromyzonidae)、鲇科(Siluridae)、青鳉科(Oryziidae)、鱵鱼科(Hemiramphidae)、刺鱼科(Gasterosteidae)和塘鳢科(Eleotridae)物种丰富度较低，占总鱼获量的比例均低于0.5%。

CA分析结果表明，依据鱼类群落组成相似性，浑河流域62个采样点被分为3组(图2)：组Ⅰ包含25个采样点，主要分布于浑河上游的苏子河、红河和英额河；组Ⅱ包含18个采样点，主要分布在中游支流古城河、李石河、章党河和东洲河以及位于大伙房水库以上的浑河干流；组Ⅲ包含19个采样点，主要分布在下游支流蒲河和细河以及大伙房水库以下的浑河干流。

指示物种分析结果表明：组Ⅰ的指示物种为洛氏鱥、北方条鳅(Nemachilustoni)、北方花鳅和中华多刺鱼(Pungitiussinensis)；组Ⅱ指示物种为鲫、麦穗鱼、宽鳍鱲(Zaccoplatypus)、辽宁棒花鱼(Abbottinaliaoningensis)、纵纹北鳅(Lefuacostata)、褐吻鰕虎鱼(Rhinogobiusbrunneus)、清徐胡鮈(Huigobiochinssuensis)、辽河突吻鮈(Rostrogobioliaohensis)、彩鳑鲏(Rhodeuslighti)、黄黝(Hypseleotrisswinhonis)；组Ⅲ指示物种为餐条。

K-W检验(表1)

图2 浑河流域采样点位聚类分析Fig.2 Cluster analysis results based on the fish community at the 62 sample sites in the Hun River Basin

特征参数取值∕丰度组Ⅰ组Ⅱ组ⅢP指示物种分析指标值P物种数量∕种7.36±2.6112.5±2.715.10±2.490*——个体数量∕尾323.60±282.19607.06±550.7179.53±99.100*——香农多样性指数1.26±0.542.12±0.461.58±0.660*——优势度指数0.73±0.150.51±0.150.56±0.200*——敏感型鱼类个体数占比∕%81.76±13.0423.85±21.70.69±2.900*——耐受型鱼类个体数占比∕%3.08±3.2516.43±15.362.75±27.040*——洛氏鱥个体数量∕尾234.88±255.67112.33±145.300.11±0.320*56.70.0002*北方条鳅个体数量∕尾23.64±28.8310.94±19.350.53±1.870*61.10.0002*北方花鳅个体数量∕尾8.20±13.954.78±13.2900*38.70.0044*中华多刺鱼个体数量∕尾2.40±4.370.44±1.250.05±0.230.013*29.60.0088*鲫个体数量∕尾1.60±3.4544.56±86.0024.79±32.860*48.80.001*麦穗鱼个体数量∕尾2.56±3.3435.00±50.924.89±8.520.006*46.70.0016*宽鳍鱲个体数量∕尾1.68±3.69128.89±152.898.37±23.860*74.90.0002*辽宁棒花鱼个体数量∕尾0.40±1.1254.06±84.501.00±4.120*58.00.0002*纵纹北鳅个体数量∕尾2.04±4.753.33±5.2600*41.70.0024*褐吻鰕虎鱼个体数量∕尾0.64±2.4115.11±38.970.11±0.460*60.10.0002*清徐胡鮈个体数量∕尾0.64±1.7310.56±19.8300.001*37.20.0008*辽河突吻鮈个体数量∕尾02.44±3.7300*33.30.001*彩鳑鲏个体数量∕尾0.08±0.409.72±20.897.68±26.130*39.10.0034*黄黝个体数量∕尾0.32±1.414.17±8.150.58±0.960.003*37.90.002*餐条个体数量∕尾00.06±0.245.37±11.120.003*30.20.0022*

注：*P<0.05。

结果显示：3组间指示物种、物种数量、个体数量等鱼类特征参数存在显著差异(P<0.05)。组Ⅰ物种数量、个体数量较低，香农多样性指数最低，鱼类以洛氏鱥和北方条鳅为主，敏感型鱼类个体数占比最大，耐受型鱼类个体数占比最小；组Ⅱ物种数量、个体数量和香农多样性指数最高，鱼类以宽鳍鱲、洛氏鱥和辽宁棒花鱼为主，敏感型鱼类个体数占比稍高于耐受型鱼类，但均偏小；组Ⅲ物种数量和个体数量最低，香农多样性指数较低，鱼类以鲫为主，敏感型鱼类个体数占比最小，耐受型鱼类个体数占比最大。

2.2 环境因子特征分析及重要环境因子识别

K-W检验(表3)结果表明：3组间环境因子除蜿蜒度、河深、未利用土地和草地比例外，其余的环境因子都具有显著差异。根据主成分值越小水质越好的原则，组Ⅰ有机污染较轻，无机污染最轻，水质状况最好；组Ⅱ有机污染最轻，无机污染较轻，水质状况较好；组Ⅲ有机污染和无机污染都最严重，水质状况最差。从第Ⅰ组到第Ⅲ组森林用地比例逐渐减少，而建设用地和农业用地比例则显著升高；底质粒径也逐渐减小，从巨砾和卵石过渡到砂淤泥黏土；流速逐渐减小，而河宽逐渐增大；海拔和坡度急剧减小，而河流等级逐渐升高；栖息地质量评分逐渐减小。

对浑河流域环境因子与鱼类数据进行CCA分析(图3)可见，前2个排序轴的特征值分别为0.347和0.097，物种与环境因子排序轴的相关系数分别为0.905和0.639。T检验结果显示：海拔、河流等级、SS浓度、森林用地比例、农业用地比例和TDS浓度是影响浑河流域鱼类群落结构的显著性环境因子(表4)。其中餐条、青鳉(Oryziaslatipessinensis)、兴凯鱊(Acheilognathuschankaensis)和中华鳑鲏(Rhodeussinensis)对SS浓度和TDS浓度的耐受性较强，而东北七鳃鳗(Lmpetramori)、池沼公鱼和犬首鮈(Gobiocynocephalus)则对SS浓度和TDS浓度较敏感。北方花鳅和中华多刺鱼(Pungititussinensis)与海拔和森林用地比例呈正相关，而与河流等级呈负相关。鲫和彩鳑鲏与农业用地比例呈正相关，而洛氏鱥和瓦式雅罗鱼(Leuciscuswaleckii)与农业用地比例呈负相关。

表2 水体理化因子的因子分析结果Table 2 Factor analysis results of water physicochemical parameters

表3 浑河流域3个组别间环境因子的比较Table 3 Comparison of environmental factors in three groups of Hun River Basin

注：*P<0.05。

表4 CCA分析中影响浑河流域鱼类群落结构的主要环境因子Table 4 Summary statistics of primary environmental parameters affecting the construction of fish assemblage in CCA

3 讨论

3.1 鱼类群落结构及环境因子的空间格局

浑河流域由于纬度较高，冰冻期较长，相比于低纬度区域具有种类较少，鱼类区系结构简单的特点。本次调查在浑河流域62个采样点共采集鱼类34种，隶属于7目10科29属。而据记载，20世纪80年代浑河流域采集到鱼类62种，其中鲤科鱼类37种，鳅科鱼类3种[18]；90年代后期浑河流域鉴定出鱼类55种，其中鲤科36种，鳅科4种[24]。由此可见，近年来由于受到人类干扰的影响，浑河流域的鱼类物种数量在减少。

注：Ele—海拔；Rank—河流等级；FA—森林用地比例； CrA—农业用地比例。 sp1—东北七鳃鳗(Lmpetra mori);sp2—池沼公鱼(Hypomesus olidus);sp3—马口鱼(Opsariichthys bidens);sp4—洛氏鱥(Phoxinus lagowskii);sp5—鲫(Carassius auratus);sp6—麦穗鱼(Pseudorasbora parva);sp7—宽鳍鱲(Zacco platypus);sp8—餐条(Hemiculter leucisculus);sp9—青鳉(Oryzias latipes sinensis);sp10—棒花(Abbottina rivularis);sp11—辽宁棒花鱼(Abbottina liaoningensis);sp12—瓦式雅罗鱼(Leuciscus waleckii);sp13—泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus);sp14—北方条鳅(Nemacheilus toni);sp15—北方花鳅(Cobitis granoei);sp16—纵纹北鳅(Lefua costata);sp17—褐吻鰕虎鱼(Rhinogobius brunneus);sp18—中华多刺鱼(Pungititus sinensis);sp19—犬首鮈(Gobio cynocephalus);sp20—清徐胡鮈(Huigobio chinssuensis);sp21—兴凯鱊(Acheilognathus chankaensis);sp22—辽河突吻鮈(Rostrogobio liaohensis);sp23—中华鳑鲏(Rhodeus sinensis);sp24—彩鳑鲏(Rhodeus lighti);sp25—黄黝 (Hypseleotris swinhonis)。 圆标记内的物种与某环境因子有较强相关性。图3 浑河流域环境因子与鱼类群落的典型对应分析(CCA)Fig.3 CCA biplot of environmental variables and species composition in the Hun River Basin

浑河流域鱼类群落结构在从上游往下游划分的3个组别间差异显著，这主要是由于自然环境因子和人为干扰在3个组别间的差异所致，而人为干扰主要体现在土地利用和水环境质量方面。组Ⅰ位于高海拔的上游支流区域，森林覆盖率高，水质状况最好，人类干扰最小，因此鱼类物种数和个体数均较高，敏感型鱼类个体数占比最大。组Ⅱ位于中海拔的上游干流和中游支流区域，森林用地比例稍高于农业用地，但二者均较高，水质状况较好，由于中度干扰理论的影响和耐受型物种的出现，导致组Ⅱ鱼类物种数量、个体数量和香农多样性指数最大。组Ⅲ位于低海拔的中下游干流和下游支流区域，土地开发程度较大，主要以农业用地为主，底质粒径最小，以砂淤泥黏土为主，水质污染严重，因此鱼类物种数量和个体数量最小，耐受型鱼类个体数占比最大。鱼类在浑河流域的空间分布特征与渭河流域[21]和太子河流域[9]类似。

3.2 环境因子与鱼类群落结构的关系

鱼类群落结构的时空变化主要是由于环境因子在空间和时间尺度上的异质性引起的，影响群落结构的主要因子包括自然环境因子、土地利用因子和水环境质量因子等。调查发现，自然环境因子中的海拔和河流等级，土地利用因子中的森林和农业用地比例，水环境质量因子中的SS和TDS浓度是影响浑河流域鱼类群落结构的显著性因子。海拔主要通过影响水温及人类干扰强度对鱼类群落结构产生影响，在高海拔区域，水温较低，人类干扰小，水质较好，适合于耐高寒种和敏感种的生存。调查发现，中华多刺鱼和瓦式雅罗鱼主要生活在海拔较高的冷水区域，而洛氏鱥和北方花鳅等敏感种也主要生活在海拔较高的源头清洁区域，这也验证了这4种鱼的个体数与海拔呈正相关性(图3)。一般认为，随着河流等级的上升，栖息地的多样性随之上升，鱼类物种数和多样性也随之呈线性或非线性的上升[25]。然而污染物会随着河流等级的升高而逐渐汇聚，导致干流水质恶化，从而影响干流鱼类的群落结构。经K-W检验发现，此次调查中浑河流域四级河流的物种数量和个体数量最大，五级河流的物种数量和个体数量最小，敏感型个体数量占比一级河流最大，五级河流最小，耐受型物种占比则相反，而香农多样性指数在各级河流间的差异不显著。这主要是由于五级河流位于城市集中的区域，人类干扰较大，污染严重，导致鱼类物种数和个体数锐减，鱼类群落结构也发生变化，以耐污种为主。

土地利用因子对鱼类群落结构的变化近年来受到研究者们的广泛关注[8,26]，研究表明，农业用地比例是影响鱼类群落结构最显著的土地利用因子[3]。在高农业占地比例的区域，土壤更易受到雨水冲刷进入溪流中，导致河流宽深比发生改变，浑浊度上升，植食性鱼类比例随之下降，同时由于底质变化，鱼类产卵条件的丧失，产卵成功率也随之下降，最终导致鱼类个体数量的下降[27]。以森林土地利用为主的溪流具有更高的树荫面积和DO浓度及相对较低的水温[28]，而且森林能为鱼类提供有机物、栖息地以及躲避天敌的地方，倒木能为鱼类提供理想的产卵场。Wang等[29]研究得出，农业用地比例引起栖息地、生物和水质指数变化的阈值为50%。而丁森等[8]以太子河为研究对象，发现当农业用地比例达到25%时，会导致鱼类群落结构发生显著性改变。在本调查中，农业用地比例小于25%和森林用地比例高于70%的采样点主要以洛氏鱥和北方花鳅等敏感性物种为主；在农业用地比例为25%～40%，森林用地比例低于50%的采样点，优势物种为鲫、麦穗鱼、洛氏鱥和宽鳍鱲，耐受种开始出现；在农业用地比例高于60%，森林用地比例低于20%的采样点，优势种以鲫和餐条等耐受种为主。该结果验证了丁森等[8]的结论，而与Wang等[29]的结果差距较大，这主要是由于浑河和太子河归属于同一个生态分区，气候、水文及栖息地特征相近[17]，因此对于土地利用类型的响应较为一致。而Wang等的研究区域位于美国，其气候地貌特征与浑河和太子河差异很大，鱼的群落结构也不大一样，直接导致其对土地利用的响应阈值的不同。

在所有的环境因子中，水质状况对鱼类群落结构的影响最为直接[6]。浊度反映了水体悬浮物固体的浓度，其与城镇化进程中引起的农业用地变化密切相关[26]。高悬浮物固体浓度导致水体能见度低，水质浑浊，从而影响鱼类的正常活动和交流，同时鱼的方向感和游泳活动都受到影响，容易导致鱼鳃堵塞，鱼体损伤，最终使鱼类死亡或逃离到清洁区域，从而影响鱼类的群落结构。TDS浓度反映了水体中的盐分含量，而水体中盐分含量过高会影响鱼体细胞渗透压平衡，从而影响其细胞呼吸作用，产生毒害作用。此外，不同鱼类适应的盐度范围不同，餐条和青鳉为耐盐性物种，适应盐度的范围较广，而犬首鮈和池沼公鱼对盐度则较为敏感，因此当盐度过高时，餐条和青鳉等耐盐种成为优势物种，鱼类群落结构发生变化。

鱼类受环境因子影响的机理十分复杂，对于不同的流域，由于流域地理位置和人类干扰强度的差异，其影响鱼类的主要环境因子也不同。武玮等[21]发现，海拔、流速、砂淤泥黏土、草地比例、DO浓度和高锰酸盐指数是影响渭河流域鱼类群落结构的主要环境因子。李捷等[30]对连江流域进行研究后发现海拔、河宽、温度、pH和水坝之间的距离是影响鱼类群落结构的主要环境因子。然而对于同一个流域，研究尺度不同，影响鱼类的主要环境因子也有差异。Gao等[12]发现流速、栖息地质量评分、氨氮浓度、巨砾和卵石比例、DO浓度、高锰酸盐指数、总氮浓度和电导率是影响辽河流域的重要环境因子；而本次调查发现，海拔、河流等级、悬浮物固体浓度、森林用地比例、农业用地比例和总溶解性固体浓度是影响浑河鱼类群落的重要环境因子。目前，对影响鱼类群落结构环境因子的研究主要集中在水环境质量、自然地理因素和土地利用等外在原因上，而未对鱼类群落间的相互竞争、捕食，及与鱼类存在重要依存关系的藻类、底栖动物和水生植物的群落结构变化进行分析。此外，随着新型污染物的出现，还应考虑那些能通过小剂量引起重大影响的雌激素类物质、抗生素及神经性药物对鱼类群落的影响。

4 结论

(1)浑河流域62个采样点中共采集鱼类34种，隶属于7目10科29属。鲤科鱼类最多，占总鱼获量的88.5%，其次为鳅科(6.7%)。

(2)浑河鱼类群落结构分为3组：组Ⅰ主要分布在浑河上游，水质最好，土地利用以森林用地为主，农业用地较少，鱼类以敏感型物种为主，耐受型物种极少，指示物种为洛氏鱥、北方条鳅、北方花鳅和中华多刺鱼；组Ⅱ主要分布于浑河中游的各支流，水质较好，土地利用以森林用地为主，但农业用地较多，鱼类耐受型物种较少，指示种主要为鲫、麦穗、宽鳍鱲；组Ⅲ主要分布于浑河中下游的干流及各支流，水质最差，土地利用以农业用地为主，其次为建设用地，森林用地较少，鱼类以耐受型物种为主，敏感型物种极少，指示物种为餐条。

(3)影响浑河鱼类群落结构的主要环境因子为海拔、河流等级、悬浮物浓度、森林用地比例、农业用地比例和总溶解性固体浓度。

[1] KARR J R.Assessment of biotic integrity using fish communities[J].Fisheries,1981,6(6):21-27.

[2] HARRIS J H.The use of fish in ecological assessments[J].Australian Journal of Ecology,1995,20(1):65-80.

[3] TRAUTWEIN C,SCHINEGGER R,SCHMUTZ S.Cumulative effects of land use on fish metrics in different types of running waters in Austria[J].Aquatic Sciences,2012,74:329-341.

[4] MARCHETTI M P,MOYLE P B.Effects of flow regime on fish assemblages in a regulated California stream[J].Ecological Applications,2001,11(2):530-539.

[5] BHATT J P,MANISH K,PANDIT M K.Elevational gradients in fish diversity in the Himalaya:water discharge is the key driver of distribution patterns[J].PLoS One,2012,7(9):e46237.doi:10.1371journal.pone.0046237.

[6] FIGUEROLA B,MACEDA-VEIGA A,SOSTOA A D.Assessing the effects of sewage effluents in a Mediterranean creek:fish population features and biotic indices[J].Hydrobiologia,2012,694(1):75-86.

[7] SUAREZ Y R,PETRERE J M,CATELLA A C.Factors determining the structure of fish communities in Pantanal lagoons (MS,Brazil)[J].Fisheries Management and Ecology,2001,8(2):173-186.

[8] 丁森,张远,渠晓东,等.影响太子河流域鱼类空间分布的不同尺度环境因子分析[J].环境科学,2012,33(7):2272-2280.

DING S,ZHANG Y,QU X D,et al.Influence on the spatial distribution of fish in Taizi River Basin by environmental factors at multiple scales[J].Environmental Science,2012,33(7):2272-2280.

[9] 王伟,王冰,何旭颖,等.太子河鱼类群落结构的空间分布特征[J].环境科学研究,2013,26(5):494-501.

WANG W,WANG B,HE X Y,et al.Study of zoning and distribution characteristics of fish in Taizi River[J].Research of Environmental Sciences,2013,26(5):494-501.

[10] 刘斌,张远,渠晓东,等.辽河干流自然保护区鱼类群落结构及其多样性变化[J].淡水渔业,2013,43(3):49-55.

LIU B,ZHANG Y,QU X D,et al.Community structure and diversity of fishes in the Liao River[J].Nature Reserve,2013,43(3):49-55.

[11] 裴雪娇,牛翠娟,高欣,等.应用鱼类完整性评价体系评价辽河流域健康[J].生态学报,2010,30(21):5736-5746.

PEI X J,NIU C J,GAO X,et al.The ecological health assessment of Liao River Basin,China,based on biotic integrity index of fish[J].Acta Ecologica Sinica,2010,30(21):5736-5746.

[12] GAO X,ZHANG Y,DING S,et al.Response of fish communities to environmental changes in an agriculturally dominated watershed (Liao River Basin) in northeastern China[J].Ecological Engineering,2015,76:130-141.

[13] 高欣,丁森,张远,等.鱼类生物群落对太子河流域土地利用、河岸带栖息地质量的响应[J].生态学报,2015,35(21):7198-7206.

GAO X,DING S,ZHANG Y,et al.Exploring the relationship among land-use,riparian habitat quality,and biological integrity of a fish community[J].Acta Ecologica Sinica,2015,35(21):7198-7206.

[14] DING S,ZHANG Y,LIU B,et al.Effects of riparian land use on water quality and fish communities in the headwater stream of the Taizi River in China[J].Frontiers of Environmental Science and Engineering,2013,7(5):699-708.

[15] 孟伟,张远,郑丙辉.辽河流域水生态分区研究[J].环境科学学报,2007,27(6):911-918.

MENG W,ZHANG Y,ZHENG B H.Study of aquatic ecoregion in Liao River Basin[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2007,27(6):911-918.

[16] 刘志刚,渠晓东,张远,等.浑河主要污染物对大型底栖动物空间分布的影响[J].环境工程技术学报,2012,2(2):116-123.

LIU Z G,QU X D,ZHANG Y,et al.Effects of main contaminations on the spatial distribution of macroinvertebrates in the Hun River[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2012,2(2):116-123.

[17] 殷旭旺,张远,渠晓东,等.浑河水系着生藻类的群落结构与生物完整性[J].应用生态学报,2011,22(10):2732-2740.

YIN X W,ZHANG Y,QU X D,et al.Community structure and biological integrity of periphyton in Hunhe River water system of Liaoning Province,Northeast China[J].Chinese Journal of Applied Ecology,2011,22(10):2732-2740.

[18] 解玉浩.东北地区淡水鱼类[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,2007.

[19] STRAHLER A N. Quantitative analysis of watershed geomorphology [J]. Transactions of the American Geophysical Union, 1957, 38(6): 913-920.

[20] 郑丙辉,张远,李英博,等.辽河流域河流栖息地评价指标与评价方法研究[J].环境科学学报,2007,27(6):928-936.

ZHENG B H,ZHANG Y,LI Y B,et al.Study of indicators and methods for river habitat assessment of Liao River Basin[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2007,27(6):928-936.

[21] 武玮,徐宗学,殷旭旺,等.渭河流域鱼类群落结构特征及其受环境因子的影响分析[J].环境科学学报,2014,34(5):1298-1308.

WU W,XU Z X,YIN X W,et al.Fish community structure and the effect of environmental factors in the Wei River basin[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2014,34(5):1298-1308.

[22] WAN J,BU H M,ZHANG Y,et al.Classification of rivers based on water quality assessment using factor analysis in Taizi River basin,northeast China[J].Environmental Earth Sciences,2013,69:909-919.

[24] 史玉强,童君,韩天雪.浑河中、上游水生生物多样性及其保护[J].环境保护科学,2002,28(2):7-9.

SHI Y Q,TONG J,HAN T X.Hydrobios diversity in mid and upper stream of Hun River and its protection[J].Environmental Protection Science,2002,28(2):7-9.

[25] 严云志,占姚军,储玲,等.溪流大小及其空间位置对鱼类群落结构的影响[J].水生生物学报,2010,34(5):1022-1030.

YAN Y Z,ZHAN Y J,CHU L,et al.Effects of stream size and spatial position on stream-dwelling fish assemblages[J].Acta Hydrobiologica Sinica,2010,34(5):1022-1030.

[26] 李艳利,李艳粉,徐宗学.影响浑太河流域鱼类群落结构的不同尺度环境因子分析[J].环境科学,2014,35(9):3504-3512.

LI Y L,LI Y F,XU Z X.Effect of environmental factors on fish community structure in the Huntai River Basin at multiple scales[J].Environmental Science,2014,35(9):3504-3512.

[27] NERBONNE B A,VONDRACEK B.Effects of local land use on physical habitat,benthic macroinvertebrates,and fish in the Whitewater River,Minnesota,USA[J].Environmental Management,2001,28(1):87-99.

[28] BLEVINS Z W,EFFERT E L,WAHL D H,et al.Land use drives the physiological properties of a stream fish[J].Ecological Indicators,2013,24:224-235.

[29] WANG L,LYONS J,KANEHL P,et al.Influences of watershed land use on habitat quality and biotic integrity in Wisconsin streams[J].Fisheries,1997,22(6):6-12.

[30] 李捷,李新辉,贾小平,等.连江鱼类群落多样性及其与环境因子的关系[J].生态学报,2012,32(18):5795-5805.

LI J,LI X H,JIA X P,et al.Relationship between fish community diversity and environmental factors in the Lianjiang River,Guangdong,China[J].Acta Ecologica Sinica,2012,32(18):5795-5805. ▷

张伯强，席北斗，高柏,等.基于层次分析法的模糊综合评判在危险废物填埋场场址比选中的应用[J].环境工程技术学报,2016,6(3):275-283.

ZHANG B Q, XI B D, GAO B, et al.An optimization methodology for hazardous waste landfill sites based on analytic hierarchy process and fuzzy evaluation[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2016,6(3):275-283.

Fish Community Structure and Its Relationship with Environmental Variables in Hun River Basin of Liaoning Province

LIU Wei1,2, ZHANG Yuan1,2, GAO Xin1,2, JIA Xiaobo1,2, MA Shuqin1,2, LIU Sisi1,2

1.Laboratory of Riverine Ecological Conservation and Technology, Chinese Research Academy of Environmental Sciences,Beijing 100012, China 2.State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment, Chinese Research Academy of Environmental Sciences,Beijing 100012, China

River ecosystem investigation is the basis for the recovery of impaired river ecosystem. Taking the Hun River Basin in Liaoning Province of Northeast China as study area, 62 sampling sites were investigated. A total of 34 species, belonging to 29 genera, 10 families and 7 orders, were identified. They were dominated by species of Cyprinidae and Cobitidae, and these two orders accounted for 88.5% and 6.7% of the total amount of fish captured, respectively. Three groups were distinguished by the cluster analysis according to the similarity of fish community structure. The first group is in the upstream of Hun River, dominated byPhoxinuslagowskii,Nemachilustoni,Cobitisgranoei. The second group is in the tributaries of its midstream, with moderate tolerance species, such asCarassiusauratus,Pseudorasboraparva,Zaccoplatypusas indicator species. The last group is in the mainstream and tributaries at its middle and lower reaches, and the indicator species of this group isHemiculterleucisculus. The canonical correspondence analysis (CCA) showed that the altitude, river level, suspended solids (SS), percentage of forest area, percentage of farmland area, and total suspended solids (TDS) were the primary environmental factors affecting the fish community in the basin.

fish; community structure; environmental factor; Hun River Basin

2016-02-15

国家水体污染控制与治理科技重大专项(2012ZX07501-001-04)

刘伟(1991—)，男，硕士，主要从事流域生态学研究，weizaitjdx@126.com

*责任作者:张远(1970—)，男，研究员，博士，主要从事河流生态学、流域水生态保护技术方向研究，zhangyuan@craes.org.cn

X171.1

1674-991X(2016)03-0266-09

10.3969j.issn.1674-991X.2016.03.040