银川市典农河流域鱼类多样性研究及水生态系统健康评价

关键词：鱼类；生物多样性；水生态系统；健康评价；典农河

中图分类号：Ｘ１７１．１ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０６．０１４

引用格式：王汨，徐宗学，殷旭旺．银川市典农河流域鱼类多样性研究及水生态系统健康评价［Ｊ］．人民黄河，２０２４，４６（６）：８５－８９，１０２．

鱼类多样性研究对于全面了解河流水生态系统健康状况和功能具有重要意义［１］ 。鱼类作为水生态系统的重要组成部分，既是生物多样性的代表，又是水体生态环境质量变化的敏感指示器［２－５］ 。鱼类的生存与繁殖受诸多环境因素影响，包括水质、温度、溶解氧等［６］ 。鱼类丰富度和多样性不仅可以反映水域生态系统的复杂性，而且可以直接和间接反映水域生态系统的健康状况与生物链的完整性，是评估水域水质及生态系统健康状况的重要指标［７］ 。

在快速城市化和经济发展的背景下，河流特别是内陆河流面临着水资源短缺、生态退化等问题［６－７］ 。水生态健康评价可以系统、全面地评估河流的水环境质量和生态服务功能，识别潜在的生态风险和环境问题，为制定和实施科学的水资源管理与保护措施提供依据［８－１１］ 。银川市存在复杂而庞大的水生态系统，典农河作为该市主要淡水生态系统之一，对水域生态与环境建设具有重要指示作用。河流生态系统具有空间异质性和时间周期性变化，河流生态系统主要载体“水”具有流动性且极易受到人为因素的干扰。笔者于２０２２年９月在典农河及其支流阅海、宝湖、鹤泉湖开展鱼类多样性调查和水生态系统健康评价工作，以期为制定典农河流域生态保护政策、生态修复方案等提供科学依据，进而推动银川市生态文明建设和可持续发展。

１研究方法

１．１典农河概况与样品采集

典农河发源于永宁县，最终流入黄河，横跨６个县（区），全长１８０．５ ｋｍ。典农河连接了七星连湖、华雁湖、西湖、阅海、北塔湖、沙湖等湖泊湿地，形成了近４３９１ｈｍ^２水面。典农河流域气候属于中温带大陆性干旱气候，年平均气温８．５ ℃，年平均降水量２０６ ｍｍ。典农河是集农田排水、防洪泄洪、城市景观、生态建设为一体的河流，也是宁夏建设节水型社会的标志性河流之一。根据典农河及其支流阅海、宝湖、鹤泉湖水体分布特征，设置４０ 个采样点，于２０２２年９月开展野外调查，采集鱼类样品和水样。

采用综合捕捞法采集鱼类样品。对于水深小于１．５ｍ 的点位，采用低频率脉冲式捕鱼法采集鱼类，时间约为３０ ｍｉｎ；对于水深大于１．５ｍ 的点位，采用挂网法和低频率脉冲式捕鱼法配合采集鱼类，挂网时间维持在１ｈ左右。现场鉴定采集的鱼类样品，测量鱼类体高、体长等生物学指标并计数［１２－１６］ ，鉴定完的鱼类放生，对于现场未能鉴定的样品，用甲醛固定后带回实验室进一步鉴定。

１．２基于鱼类完整性指数Ｆ－ＩＢＩ的水生态系统健康评价

１．２．１参考点和受损点选择

参考点和受损点筛选是构建完整性指数ＩＢＩ的基础。按照未受到人类活动干扰或受到轻度人类活动干扰的采样点要求，结合水化学调查数据，最终筛选得到６个参考点（典农河８、９、１０、１７号采样点，阅海２、５号采样点），其余采样点作为受损点。

１．２．２备选指标体系构建

根据典农河流域鱼类种类组成及生态学特征，参考以往研究成果［１９－２６］，从种类组成与丰度、营养结构、耐受性、繁殖共位群、鱼类数量与分布５ 种属性中选取２２个备选指标，见表１。

１．２．３核心指标筛选

对备选指标进行分布范围筛选、判别能力筛选和相关性分析。分布范围主要分析备选指标的变化范围与取值，将变化范围过小、０ 值过多的备选指标予以删除［２４］ 。判别能力筛选是利用箱型图比较参考点和受损点各个备选指标的四分位距，即比较参考点和受损点在２５％～７５％分位数范围内箱体（ＩＱ）的重叠情况，选择箱体无重叠或箱体有部分重叠但中位线不在对方箱体内的指标［２５］ 。利用Ｐｅａｒｓｏｎ相关性分析对指标进行检验［２３］ ，若Ｒ ＜０．７５（Ｒ 为相关系数）则表明两个指标间相关性较小，通过检验；若Ｒ ＞０．７５ 则表明两个指标间相关性较大，两个指标取其一即可，以此筛选出核心指标［２３－２６］ 。

１．２．４ Ｆ－ＩＢＩ 分值计算与水生态系统健康评价标准

本研究选用比值法对核心指标进行标准化以统一量纲。对于受干扰越强分值越低的指标，采用式（１）进行标准化赋分；对于受干扰越强分值越高的指标，采用式（２）进行标准化赋分。

将所有核心指标标准化后的分值相加，即得完整性指数ＩＢＩ。以参照点位２５％分位数值为标准区分健康与否，再对健康标准以下的值进行三等分，将河流水生态系统健康状况分为４个等级，即健康、良好、一般和不健康［２６］ 。

２评价结果与分析

２．２鱼类特征

２．２．１鱼类群落结构

典农河流域共采集到鱼类２３ 种，隶属１６ 科２１属。其中鲤科、亚科（３ 种）种类最多，占调查物种总数的１３．０４％；其次是鲌亚科、鲢亚科、鳑鲏亚科，均为２ 种；其他科的种类数均为１ 种。典农河、阅海、宝湖、鹤泉湖分别采集鱼类１８、１２、６、１０ 种。物种多样性方面，Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ 多样性指数（Ｈ′）在银川典农河流域各调查点位无显著差异，但Ｐｉｅｌｏｕ 均匀度指数（Ｊ′）存在空间差异性，见表３。宝湖Ｊ′为０．９５±０．０２，显著高于典农河的（显著性水平Ｐ＜０．０５）。功能多样性方面，功能丰富度（ＦＲｉｃ）、功能离散度（ＦＤｉｖ）以及功能均匀度（ＦＥｖｅ）均表现出不同程度的空间差异性。其中，宝湖的功能丰富度和功能离散度显著高于典农河的（Ｐ＜０．０５），与阅海和鹤泉湖的空间差异性不显著（Ｐ＞０．０５）。宝湖的功能均匀度显著高于阅海的（Ｐ＜０．０５），与典农河及鹤泉湖的空间差异性不显著（Ｐ ＞０．０５）。物种和功能多样性均表明，与其他区域相比，宝湖鱼类群落的种类分布均匀，生态位的分化程度高，种间竞争较小。

２．３．２核心指标标准化

根据比值法对各核心指标进行标准化，结果见表５。其中：Ｍ３、Ｍ１１ 为受干扰而减小的参数，利用式（１）进行标准化；Ｍ１５ 为受干扰而增大的参数，利用式（２）进行标准化。

２．４生态系统健康评价

以参考点的２５％分位数为最佳期望值，划分健康等级，由此得出典农河基于Ｆ－ＩＢＩ 指标的健康评价标准：Ｆ－ＩＢＩ 值分别为＞２．６５、（１．７６，２．６５］、（０．８８，１．７６］、≤０．８８的健康等级分别为健康、良好、一般、不健康。典农河流域Ｆ－ＩＢＩ 计算结果表明，流域水生态系统健康状况普遍较好，良好及良好以上等级的采样点占比为５２．５％。从典农河、阅海、宝湖和鹤泉湖来看，阅海水生态系统健康状况优于典农河、宝湖和鹤泉湖，阅海、典农河、鹤泉湖水生态系统健康状况均处于良好等级，宝湖则处于一般等级。典农河处于健康等级的采样点占比为１９．０５％，阅海处于健康等级的采样点占比为１６．６７％，而宝湖和鹤泉湖无处于健康等级的采样点；典农河处于良好等级的采样点占比为３８．１０％，阅海、鹤泉湖处于良好等级的采样点占比为３３．３３％，而宝湖处于良好等级的采样点占比为４２．８６％。

３结束语

典农河流域水体偏碱性，电导率、ＴＤＳ含量等较大，这与典农河流域水体含沙量较大有关。总氮、总磷和氨氮质量浓度较大，水体富营养化程度较高。从鱼类群落结构和功能的多样性来看，典农河、阅海、宝湖和鹤泉湖存在显著差异。应用鱼类完整性指数法进行水生态系统健康评价，结果表明：阅海水生态系统健康状况优于典农河、宝湖和鹤泉湖，典农河和鹤泉湖均处于良好等级，宝湖则处于一般等级。

在进行典农河流域生态治理时，应充分考虑不同水体水环境的理化性质和生物特征。根据不同区域的水体状况、农业活动和生态环境等因素，在治理时进行精细化分区和分类管理，实现精确施策。同时加强源头控制，对典农河流域内重点排污源进行精准治理，控制其对水体环境的影响。重点关注污水处理设施的建设与运维，以及农业面源污染的防控，从源头遏制污染物输入。鼓励发展生态农业、生态旅游等生态友好型产业，增加经济收入的同时激励生态环保行为。通过打造绿色产业和生态产品，促进典农河流域的可持续发展。因此，加强典农河流域水源以及水环境的分区治理、加强源头控制并发展生态友好型产业是典农河流域生态系统健康发展的重要方向。