昆山道褐浦景观组合护岸生态效果评价

金元林，许金龙，刘 冠

（1.昆山市水务工程建设管理处，江苏苏州 215300；2.昆山市水务工程质量与安全监督站，江苏苏州 215300）

传统护岸工程一般采用块石堆砌、现浇混凝土挡墙等结构形式，多采用围堰、干水法施工，施工复杂，工期较长，功能单一，土体与水体关系相割裂，破坏两岸生态关系［1-2］。生态护岸则重视景观边界的生态学意义，保留原有植物群落的同时，选择长势旺盛、观赏效果好的乡土化特色植物，利用河道水岸生态系统中通道和廊道、过滤和障碍、生态环境等作用，最大限度地进行植物群落空间配置。生态护岸可有效增加生物多样性，提高底泥团体结构肥力，削减污染物负荷，发挥水生植物强净化能力，增强边缘效应，改善河道生态系统，提供水生动物和鸟类觅食、繁衍的生存空间，缓和直立式护岸对河道水体的破坏，增强滨水沿岸生态廊道功能，从而改善水质、优化群落空间结构、恢复和稳定水岸生态系统、提升湖滨带环境与生态水平［3-6］。但如何评价其生态效益鲜有报道，本文尝试从鱼类群落的角度量化分析，旨在为今后评价此类水利工程的生态效益提供借鉴。

1 生态仓设计

昆山市道褐浦采用了新型组合式护岸技术，该护岸结构在连接板的中间增设多个镂空生态仓，既具有反滤止土、透水功能，又能提供动物、植物的生长空间。仓底设置砂石反滤层，有孔洞连通内外，水会通过孔洞进出生态仓，仓内有2块消能凹槽，具有缓冲作用，防止流速较快的水流带走仓底土壤，满足水系植物生长要求，同时鱼、虾、蟹等水生及两栖动物亦可进入生态仓内进行繁衍生息（图1）。水面以上的生态仓可以通过人工栽植岸系植物，进行景观装饰，形成城市绿色护岸长廊。连接板的迎水面还可以设置彩色混凝土、图案印花、景观灯带等装饰，满足不同河段的景观需求。

图1 生态仓

2 材料与方法

2.1 采样点设置

根据河流的水文、水质及鱼类监测历史，在生态景观组合护岸区域布设4个采样断面，包括组合桩（有生态仓）3个断面，H型桩（无生态仓）设置1个断面，每个断面河岸两侧各设1个样点，合计8个采样点。

2.2 鱼类采集、保存和鉴定方法

2021年5月1—5日和2021年8月10—14日间，租用河道保洁船在4个指定断面对鱼类样本进行采集。同一次采集的时间内，气温和风力接近，都为晴或多云，以消除气候对样本采集的影响。

在每个采样断面沿岸边1 m处设置2条三层沉刺网，规格分别为1.5 m（高）×100 m（长）、1.2 m（高）×100 m（长），内、外层网目分别为30 mm×30 mm和90 mm×100 mm、15 mm×15 mm和80 mm×100 mm，采集时间为24 h，主要用于采集进出生态仓的中上层的鱼类；紧贴驳岸设置地笼网2个，规格为10 m（长）×0.5 m（宽）×0.5 m（高），采集时间24 h，主要用于采集进出生态仓的底层小型鱼类。

采集后的样本用10%的福尔马林固定，每个采样点的每种网具的样本分别保存，集中带回实验室鉴定和测量。物种鉴定主要依《中国动物志·硬骨鱼纲·鲤形目(中卷)》《中国动物志·硬骨鱼纲·鲤形目（下卷）》《中国动物志·硬骨鱼纲·鲇形目》《江苏鱼类志》等［7-10］。鉴定好的标本用电子天平称量体重至0.01 g，量鱼板测量体长至1 mm。记录每个采样点、每种网具的鱼类种类、数量和体重。

2.3 参数统计

采用以下参数进行丰度生物量和多样性分析。

2.3.1 鱼类丰度和生物量

选用CPUEN和CPUEW来表示鱼类丰度和生物量。（1）丰度CPUEN：单个地笼或刺网1 h的采集尾数；（2）生物量CPUEW：单个地笼或刺网每小时的采集重量。

2.3.2 多样性指数和优势种

选用Margale丰富度指数（D），Shannon-Wiener多样性指数（H′），Pielou均匀度指数（J′），Simpson优势度指数（C）和物种优势度指数IRI，来表征各监测站点的鱼类多样性和优势种组成状况。

式中，S为物种数目；N为所有鱼类的个体数总和；Ni为第i种鱼类个体在全部个体中的比例。

IRI指数法采用相对重要性指数来划分鱼类群聚的优势种。计算公式为

式中，Wi为某一物种的重量百分比，%；Fi为该物种在样本中的出现频率，%。定义IRI≥1 000的物种为优势种，100≤IRI≤1000的物种为常见种，10≤IRI≤100的物种为一般种，IRI≤10的物种为少见种。

3 调查结果

3.1 鱼类种类组成和分布

此次调查刺网和地笼渔获物中共采集到鱼类样本752余尾，合计总重16.448 kg。隶属4目5科21种，其中鲤科最多有16种；鲿科有2种；鳀科、鳅科和鳢科各有1种；洄游性鱼类1种（刀鲚Coilia-nasus），余下20种鱼类均为淡水分布种类。各采样断面的鱼类种类组成详见表1。

表1 道褐浦鱼类名录和分布

3.2 鱼类物种的空间分布

从鱼类物种的空间分布看，4个断面平均有11.8种。其中，春季调查的种类相对较多，各断面平均12.8种；夏季的种类相对较少，平均有10.8种；各断面的鱼类种类数在不同季节无明显差异，具体种类分布如图2所示。

图2 生态景观组合护岸鱼类物种数的变化

3.3 优势种组成

春季鱼类样本共有18种，经相对重要性指数IRI分析，IRI≥1 000的优势种共6种，分别是刀鲚、达氏鲌、䱗、大鳍鱊、兴凯鱊和鲫，合计占总个体数的76.69%，占总重量的79.62%；100≤IRI≤1 000的常见种共7种，10≤IRI≤100的一般种共3种，IRI≤10的少见种共2种。其中，刀鲚、达氏鲌是所有断面的共同优势种；1号断面其他的优势种为红鳍原鲌、䱗、似鳊、兴凯鱊、鲫；2号断面的其他优势种为翘嘴鲌、䱗、似鳊、麦穗鱼、唇；3号断面的其他优势种为似鳊、兴凯鱊、鲫、黄颡鱼；4号断面的优势种为贝氏䱗、䱗、兴凯鱊。各断面的相对重要性指数详见表2。

表2 各采样断面鱼类的相对重要性指数

夏季共采获鱼类16种，其中IRI≥1 000的优势种共7种，分别是刀鲚、翘嘴鲌、达氏鲌、䱗、似鳊、大鳍鱊，合计占总个数的74.05%，总重量的83.99%；100≤IRI≤1 000的常见种共5种；10≤IRI≤100的一般种共4种；IRI≤10的少见种共1种。大鳍鱊是各个断面的共有优势种，1号断面其他优势种有刀鲚、达氏鲌、似鳊、乌鳢、黄颡鱼；2号断面的优势种有刀鲚、达氏鲌、䱗、似鳊；3号断面的优势种有翘嘴鲌、䱗、光泽黄颡鱼；4号断面优势种有刀鲚、翘嘴鲌、达氏鲌、䱗、似鳊、鲫、黄颡鱼。

3.4 各断面的鱼类丰度和生物量

3.4.1 鱼类丰度和生物量空间变化

由图3可见，各断面春季刺网和地龙网的鱼类丰度和生物量远高于夏季，其中刺网的渔获物丰度和生物量高于地龙网；不同时间和不同网具的鱼类丰度和生物量差异明显。

图3 各断面生物量和鱼类丰度的季节性变化

3.4.2 鱼类丰度和生物量季节变化

地笼网主要采集底层鱼类，由图4可见，春季和夏季地笼网鱼类丰度的平均值分别为0.89 ind./h和0.44 ind./h，春季S2断面最低仅为0.58 ind./h，S1断面最高为1.35 ind./h；夏季S3断面最低为0.35 ind./h，S4断面最高为0.5 ind./h；综合来看，S2、S3断面地龙网渔获物丰度相对较低。

图4 各断面地笼鱼类丰度的季节性变化

刺网主要采集中上层鱼类，由图5可见，春季和夏季刺网鱼类丰度的平均值分别为2.06 ind./h和1.33 ind./h。春季最高值和最低值分别出现在S4和S3，为2.98和0.55 ind./h；夏季最高值和最低值分别出现在S2和S3，为1.8和0.83 ind./h。总体来看，S3断面的刺网渔获物丰度仅0.69 ind./h，在春季和夏季明显低于其他3个断面。

图5 各断面刺网鱼类丰度的季节性变化

春季和夏季地笼鱼类生物量（图6）的平均值分别为9.52 g/h和9.48 g/h。春季最高值和最低值分别出现在S1和S2，为12.30和6.17 g/h；夏季最高值和最低值分别出现在S1和S3，为18.6和4.16 g/h，S1断面地笼网生物量（15.45 g/h）显著高于其他断面。

图6 各断面地笼鱼类生物量的季节性变化

春秋和夏季刺网鱼类生物量（图7）的平均值分别为52.95 g/h和30.87 g/h。春季最高值和最低值分别出现在S4和S3，为74.69和30 g/h；夏季最高值和最低值分别出现在S4和S3，为40.70和17.18 g/h，各断面春季刺网生物量显著高于夏季。S3断面的刺网生物量（平均23.59 g/h）显著低于其他3个断面。

图7 各断面刺网鱼类生物量的季节性变化

虽然不同季节和不同网具下，各断面的鱼类丰度和生物量有一定的波动，但综合来看（图8），S3断面平均的丰度和生物量（0.61 ind./h、15.34 g/h）最低，其次为S1和S2，S4断面最高（1.645 ind./h、33.545 g/h）。

图8 不同断面的鱼类丰度和生物量的变化

3.5 多样性指数分析

2次调查所得的各个采样断面的鱼类物种数，平均为11.4，变动范围9～13。计算获得的生物多样性指数（H′）均值1.92，变动范围为1.74～2.13；丰富度指数（D）均值1.50，变动范围为1.3～1.79；优势集中性指数（C）均值0.81，变动范围为0.77～0.86；均匀度指数（J′）均值0.83，变动范围为0.79～0.87；Wilhm改进指数H″均值1.87，变动范围为1.73～2.15，各项指数值见表3。由表3可见，除S1和S3的Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数在不同季节有小幅波动外，其他各断面的鱼类群落各项多样性指数无显著异（ANOVA，P＞0.05），表明道褐浦调查区域内各断面间鱼类群落的多样性相近。

表3 各调查断面春、夏季的鱼类多样性指数

4 结论与建议

总体来看，昆山市道褐浦调查区域内鱼类群落相对完整，各项多样性指数较为稳定，与外围水系连通较好，洄游性鱼类也有较高生物量。本次调查的4个断面间的物种组成、多样性指数无显著差异，但是通过丰度和生物量比较可以发现无生态仓的S3断面在不同季节均最低，在无其他环境干扰因素下，S1、S2和S4断面水下生态仓和沿岸沉水植物等提供的微生境有一定的鱼类群聚作用。其中春季的丰度和生物量显著高于夏季，说明在鱼类繁殖季节群聚作用更为显著，生态仓及沿岸植物可为产粘性卵的鱼类提供了有利栖息和繁殖条件。

通过优势种的组成可以发现，3号断面的优势种为似鳊、兴凯鱊、鲫、黄颡鱼（春季），翘嘴鲌、䱗、光泽黄颡鱼（夏季）与整条河道的优势种刀鲚、达氏鲌、䱗、大鳍鱊、兴凯鱊、鲫、翘嘴鲌、似鳊相比，刀鲚、达氏鲌、䱗、大鳍鱊等中上层鱼类的优势度有所下降，表明生态仓内种植的植物及附近的沉水植物对上层鱼类也有一定群聚作用。

建议后续推广应用中，在满足应力要求的条件下，适当增大生态仓的体积空间，既可为水生动物提供更多的生境空间，还能避免水体悬浮物沉积造成仓内空间变小、溶解氧降低等不利因素。另外，应适当增加生态仓及附近水域种植挺水、沉水植物的种类，既能净化水体丰富景观，更能为水生动物提供繁衍的生境。