万泉河雅寨流域水生生物资源调查与多样性分析

黄 丹，王蕴婷，王 旭，李卫东

（1.海南大学 生态与环境学院，海口 570228; 2.海南热带海洋学院，三亚 572022）

生物多样性的内涵十分丰富，水生生物多样性更是其中的重要内容，水生生物多样性研究的基础是水生生物调查。国外对于水生生物多样性研究主要是通过生物调查采样和数据统计分析等手段，研究某地的某一类水生生物多样性和分布，并分析其分布格局、丰富度和生存状况等[1]，由于研究比较成熟，许多国外学者还会针对环境因素是如何影响水生生物的多样性展开细致的研究。国内开展水生生物的调查研究起步较晚，最早进行水生生物多样性调查工作的是中国科学院水生生物研究所在1959 年对长江三峡和丹江口的水生物调查，研究人员根据调查结果对研究区域提出了渔业发展规划意见[2-3]。随着对水生生物多样性调查研究的进一步认识，相继有学者对国内的重点流域开展了水生生物多样性调查，研究分析调查河段的水生生物种类组成和优势种，利用Shannon-Wiener 生物多样性指数等指标，对流域水环境质量和生态现状进行综合评价[4-6]。这些工作不仅丰富和发展了水生生物学的知识、方法和原理，为全面开展水生生物多样性调查与评估提供经验，也使得调查水生生物资源，评估流域水生生物多样性成为当前主流的研究热点。

河流是自然生态系统中人类赖以生存的自然单元之一，为植物和动物提供栖息地，可以作为能量、物质和生物流动的通路，起着过滤器和屏障作用进而可以减少水体污染[7]。万泉河是海南岛的三大河流之一，发源于五指山凤门岭，干流全长157 km，流域面积3 693 km2，由西向东依次流经琼中、万宁和琼海等市县，于博鳌港汇入南海[8]。近年来，有不少学者对该流域开展了调查研究，但以往研究者多从河流植被生态景观特征、营养盐动力学、流域生态敏感性、流域污染防治与生态修复等[8-11]角度对万泉河流域进行研究，其流域的水生生物资源调查研究却鲜有报道。本研究选取万泉河流域雅寨河段水生生物作为研究对象，从生物多样性和环境生态敏感性的角度出发，系统地对该流域水生生物多样性及相关的生态学进行研究，研究结果对评估该河段的生态系统健康具有重要的理论意义和实践意义。

1 材料与方法

1.1 采样点设置调查范围主要为万泉河国家级种质资源保护区实验区的雅寨河段，该河段长度约为18.3 km，共设置6 个采样断面，每个采样断面设置3 个采样点。采样断面自上游到下游具体位置为S1（中原镇蓬莱村点）、S2（中原镇龙池港下点）、S3（中原镇丹溪三村点）、S4（中原镇沙坡村点）、S5（博鳌镇留客上村点）、S6（博鳌镇下园村点），调查时间在非汛期2020 年3—4 月和汛期2020 年6—7 月2 个时段采集水样及水生生物(表1)。

表1 万泉河雅寨河段调查点位

1.2调查与监测方法

1.2.1水质指标监测水质调查共监测18 项指标，主要为温度、pH、叶绿素a、溶解氧(DO)、总氮(TN)、总磷(TP)、五日生化需氧量(BOD5)、高锰酸盐指数(CODMn)等指标。水样按水质调查监测分析方法采样分析，现场勘察、样品采集、保存和实验室检测工作均严格按照《水质河流采样技术指导》（HJ/T52—1999）、《水环境监测规范》（SL219—98）、《地表水环境质量标准（GB3838—2002）》《环境监测分析方法》[12]执行。

1.2.2水生生物资源调查水生生物调查主要包括浮游植物、浮游动物、底栖动物、水生维管束植物、鱼类等的种属名称、组成、数量、优势种、密度等；珍稀、特有和濒危水生生物；鱼类等水生生物生态功能区等内容。对水生生物的调查主要通过采样调查、走访调研和志书查阅等形式进行，调查方法均采用国内对于水生生物研究中的常用方法；鱼类主要通过自主捕捞、聘请当地渔民进行捕捞，此外，在捕捞的同时访问与市场调查同步进行，包括对一些周边鱼集市场，当地渔民的访问调查，必要时将鱼集市场的鱼样带回一并检测。水生生物项目的监测频次为 1 年 2 次，分别在非汛期3—4 月和汛期6—7 月开展监测，在此期间共调查4 个批次，每个批次平均5～6 d；严格依照统一、规范的监测技术方法，开展采样和分析工作，并选取10%的样品进行交叉复检。

水生生物样本采集参照《淡水浮游生物调查技术规范（SC/T9402—2010）》[13]，物种鉴定参考各类生物分类鉴定图册及专业书籍[14-17]。外来物种的鉴定参照文献[18 - 20]。鱼类分布和多样性数据分析参照已有文献进行，对采集到的渔获物进行现场分拣、统计数目、鉴定、拍照、测量鱼类全长、体长和体质量等基础数据。采集到的所有土著鱼类，在完成现场测量和拍照后均被放生到采集地。采集到的外来鱼类，均被制作成标本或进行无害化处理。

1.3 数据处理采用Shannon-Wiener 多样性指数（H）反映河流水生生物个体出现的紊乱和不确定性；Margalef 指数（D）反映水生生物的物种丰富度；Pielou's 均匀度指数（J）反映水生生物的均匀度[21-23]。计算公式如下：

式中，N为水生生物总个体数；S为水生生物总物种数；Pi为第i物种的个体数与样品个体数的比值（Ni/N），Ni为i物 种 的 个 体 数；H′ 为Shannon-Wiener 多样性指数。

2 结果与分析

2.1 水环境质量对照《地表水环境质量标准》（GB3838—2002），评价区水质(表2)总体处于地表水Ⅲ类水质。从空间分布来看，不同采样点间各理化指标存在差异，但变化不大。各采样点的水质呈弱碱性；溶解氧在7.9～9.1 mg·L-1之间变动；高锰酸盐指数在1.2～2.2 mg·L-1之间；五日生化需氧量在0.4～1.4 mg·L-1之间变动；各点位铅浓度均小于0.03；总氮浓度在0.3～0.8 mg·L-1之间变动；总磷浓度在0.07～0.20 mg·L-1之间变动；叶绿素a 含量在0.004～0.008 mg·L-1之间变动；监测的其他指标均符合地表水水质Ⅲ类标准，该河段水质符合渔业水质标准。

表2 万泉河雅寨流域水质理化指标监测结果

2.2 浮游植物本次调查共检出浮游植物7 门，137 种。绿藻门有60 种，占总种数的40.80%；硅藻门有45 种，占总种数的32.85%；蓝藻门有8 种，占总种数的6.84%；甲藻门有4 种，占总种数的2.92%；裸藻门有13 种，占总种数的11.48%；隐藻门有4 种，占总种数的2.92%；黄藻门有3 种，占总种数的2.19%(图1)。浮游植物在调查的各个站位的分布都比较均匀，S5 的浮游植物种类数最多，有104 种；其次是S1，有94 种；S2 和S4 均有87 种；S3 有81 种，S6 有63 种。

图1 雅寨流域浮游植物种类组成

2.3 浮游动物本次调查共检出浮游动物6 类，30 种。轮虫类有13 种，种类数最多，占种类数的43.33%；种数占比第二多的是浮游幼体、桡足类、原生动物和枝角类，这4 类均有4 种；占比最少的是介形类，仅有1 种，占浮游动物总种数的3.33%。S3 的种类最多，有17 种；其次是S5 和S6 均有15 种；S1 和S4 有14 种；S2 的种类最少，有11 种（图2）。调查流域内分布最广的是浮游幼体、原生动物和轮虫类，出现率为100%；桡足类和枝角类2 种浮游动物也有较高的出现率，均为83.33%；介形类出现率为50.00%。

图2 雅寨流域浮游动物各类群种类数的空间分布

2.4 底 栖动物本 次 调 查 共 采 集 到 底 栖 动 物4 类，14 种。节肢动物有6 种，占总种数42.86%；软体动物有5 种，占总种数的35.71%；环节动物有2 种，占总种数的14.29%；扁形动物有1 种，占总种数的7.14%。各调查站位中，S6 种类数有11 种；S5 有3 种；S2 和S3 均有2 种；S1 和S4 有1 种。节肢动物在各调查站位中出现率为100%，环节动物和软体动物出现率均为33.33%，扁形动物出现率为16.67%。

2.5 水生维管束植物本次实地调查结果显示水生维管束植物18 科，48 种，其中，禾本科植物种类最多，为12 种，占鉴定种类的25%；菊科次之，为10 种，占总种类的21.3%；其他科种类均少于5 种。在调查站位中，S1 鉴定种类最多，为21 种；S2 有17 种；S3 有15 种；S4 有19 种；S5 有16 种；S6 种类最少，为10 种。主要优势种类包括雨久花科的凤眼蓝（Polygonum hydropiper）、苋科的空心莲子草，禾本科的芒（Miscanthus sinensis）、菊科的假 臭 草（Praxelis clematidea）等，以 湿 生 植 物为主。

2.6 雅寨水域鱼类资源现状在评价区域共采集到鱼类1 078 尾，总计113.5 kg。采集到的鱼类隶属12 目41 科68 属82 种，调查所采集到的鱼类情况详见图3 和表3，其中，鲈形目和鲤形目的数量最多，分别占到总数的45%和27%。

图3 雅寨流域鱼类区系构成（目级）

表3 雅寨流域各调查站位鱼类种类组成

续表3

续表3

2.6.1主要优势物种调查根据优势种判定方法，对雅寨流域调查到的鱼类进行优势种种类构成及优势度分析，共有广东鲂、鲤、条纹狭鰕虎鱼、尼罗罗非鱼、黑点无须魮、晴斑阿胡鰕虎鱼、鲻、齐氏罗非鱼、长棘银鲈、黄尾鲴、纹唇鱼、䱗、马那瓜丽体鱼13 种优势种，其中，尼罗罗非鱼、黑点无须魮、齐氏罗非鱼和花身副丽鱼4 种为外来鱼类。在资源量上，以鲤、鲇、草鱼、鲢、鲮、青鱼、革胡子鲇、尼罗罗非鱼等捕获量最大（表4）。

表4 调查流域数量最多的10 种鱼类

根据对当地渔民的详细询问和查询资料，调查河段无珍稀种和特有种的越冬场存在。调查过程中采集到的鱼卵和仔鱼主要为纹唇鱼、马口鱼等常见本土种和黑点无须魮、尼罗罗非鱼、云斑尖塘鳢、齐氏罗非鱼等外来种。

2.7 雅寨流域水生生物物种多样性万泉河雅寨段各调查点位浮游植物Shannon-Wiener 生物多样性指数（H）在3.32～3.85 之间波动，平均值为3.50；Pielou's 均匀度（J）在0.81～0.87 之间，平均值为0.84。浮游动物Shannon-Wiener 多样性指数（H）变化范围在1.93～3.74 之间，平均值为2.82；Pielou's 均匀度（J）范围在0.51～0.92 之间，平均值为0.73。大型底栖生物Shannon-Wiener 多样性指数（H）在0.68～1.75 之 间 波 动，平 均 为1.01；Pielou's 均匀度（J）范围在0.40～1.00 之间，平均值为0.71。万泉河雅寨河段鱼类资源较为丰富，鱼类 Shannon-Wiener 多 样 性 指 数（H）为 5.662，Pielou's 均匀度（J）为0.891，丰富度指 数（D）为8.040。

3 讨 论

3.1万泉河雅寨流域水质特点与浮游植物关系

浮游植物是水域中的初级生产者，对维持水域环境生态平衡起着重要的作用，其种类组成和物种的丰富度是水域生态系统重要的生物学指标。浮游生物的群落组成反应了水体所处的营养化状态[24]，藻类的数量和种类在一定程度上可以直接反应水体污染状况，其中，中营养化和富营养化水体中绿藻门和硅藻门种类占比较大[25]。此次调查结果说明雅寨流域浮游植物多样性指数（H）和均匀度（J）均属于较高水平状态，水域浮游植物生长分布比较均匀，水域生态环境适宜生物生长繁殖；但在此次调查的浮游植物组成中，绿藻门占总种数的40.80%；硅藻门占总种数的32.85%，也有较大量蓝藻存在，比如平裂藻、微囊藻、鱼腥藻等，说明万泉河雅寨流域处于富营养化状态，对水域的生态环境状况评估需持续跟踪进行。

3.2 万泉河雅寨段水生生物多样性分析水生生物的分布与水环境质量密切相关，水生生物成为评价水环境质量的重要标准[26]。生物多样性指数可以在一定程度反映水体水质情况，水体水生生物群落结构越复杂，稳定性越高，水质越好；均匀度指数也是反映生物群落结构特征的重要指标[27]。根据陈清潮等[28]提出的生物多样性阈值评价标准，对万泉河雅寨段浮游动植物、底栖动物、鱼类多样性进行评价。根据调查结果，万泉河雅寨段浮游植物、浮游动物和底栖动物的多样性指数和均匀度指数均表明万泉河雅寨流域的水质总体上呈良好状态，水生生物群落结构较为稳定，水生生物多样性丰富。

3.3万泉河雅寨流域鱼类种类及多样性分析

此次调查河段鱼类资源丰富度较高，群落较为完整，生物多样性较高，但从渔获物数量来看，珍稀、特有和濒危鱼类的数量较少。生物入侵将会严重破坏全球生态系统结构和功能，鱼类入侵大多是由有意引种或者随有意引种的无意带入造成的，入侵种进入水域系统后将会与土著鱼类竞争生态位，严重破坏鱼类种群结构[29]。胡国成等[30]的研究结果表明罗非鱼、云斑尖塘鳢、下口鲇等外来鱼类会直接捕食本地土著鱼类的鱼卵和幼鱼，影响本土鱼类的生存和种群延续，降低了物种多样性，改变了捕食地水域生态系统的结构和功能。本次调查研究结果表明，罗非鱼、云斑尖塘鳢为万泉河雅寨流域优势种，因此，笔者推测罗非鱼、云斑尖塘鳢的成功入侵可能破坏了万泉河雅寨流域原有鱼类结构。同时，由于万泉河雅寨流域鱼类资源缺乏前期的研究基础，黑点无须魮、齐氏罗非鱼和花身副丽鱼是否同样作为入侵种出现在万泉河流域也值得进一步关注。

为保护万泉河水产种质资源保护区水生生物多样性资源，笔者建议：（1）应加强万泉河中上游生境保护，水生生物多样性的监测管理；（2）加强渔政队伍建设，落实涉水工程的渔业保护措施；（3）实施万泉河流域禁渔期制度，控制渔业捕捞强度，遏制非法捕捞行为，积极开展渔业资源增殖放流活动；（4）建立生物多样性保护技术监测体系。