韓耀全 何安尤 施軍等
摘要:通過對巖灘水域的水質、浮游生物、魚類資源、魚類物種多樣性分析,評估巖灘水域漁業(yè)生態(tài)環(huán)境的質量現(xiàn)狀。調查共記錄漁民半年全部漁獲物52 365尾、1 410.2 kg,超過98%漁獲物是小型魚類。巖灘水域的Shannon-Weiner指數(shù)為0.162,Wilhm 改進指數(shù)為1.814,DG-F指數(shù)為0.083,魚類多樣性指數(shù)遠低于其他水域。浮游植物單位平均數(shù)量為101.34萬ind./L,單位平均生物量為1.115 1 mg/L;浮游動物單位平均數(shù)量為459.6 ind./L,單位平均生物量為0.642 2 mg/L。評估結果顯示:巖灘水域的水質及浮游生物指標基本正常,但魚類資源枯竭,魚類資源構成不合理,魚類物種多樣性極低。從生物操控角度,應從恢復水生生物正常構成入手修復庫區(qū)漁業(yè)生態(tài)環(huán)境。
關鍵詞:巖灘水域;漁業(yè)生態(tài)環(huán)境;魚類;物種多樣性;浮游生物;修復
中圖分類號: S932.2;X826 文獻標志碼: A
文章編號:1002-1302(2015)03-0208-05
漁業(yè)生態(tài)環(huán)境是漁業(yè)生物資源賴以生存、生長、繁衍的基礎,漁業(yè)生態(tài)環(huán)境的優(yōu)劣或變動會對漁業(yè)生物資源產生一系列短期或長期、直接或間接的影響,優(yōu)質的漁業(yè)生態(tài)環(huán)境需要良好的水生生態(tài)自然環(huán)境及合理的水生生物群落構成相互支持[1]。包括巖灘水域所在的紅水河是西江流域上游最重要的漁業(yè)水域,是《全國水生生物增殖放流總體規(guī)劃》劃定的重點增殖放流水域[2],擁有西江流域最復雜的水生態(tài)環(huán)境和最大的魚類產卵場[3]。巖灘水庫是紅水河干流第二大水庫,由巖灘水電站工程大壩阻隔、原紅水河水位抬高渠化河道而成,渠化原河段166 km,庫區(qū)水面面積107.5 km2,控制流域面積10.7萬km2。由于水利大壩建設及漁業(yè)發(fā)展不夠科學有序等原因,紅水河流域水域生態(tài)環(huán)境發(fā)生巨大改變,曾出現(xiàn)庫區(qū)漁業(yè)生態(tài)環(huán)境嚴重惡化、大量死魚及淡水殼菜泛濫成災的漁業(yè)生態(tài)安全事故。開展庫區(qū)漁業(yè)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀評估,科學修復水域生態(tài)環(huán)境,是庫區(qū)生產和生態(tài)安全的重要課題。近30年來研究者對紅水河流域及巖灘水域不同斷面進行過多次調查研究,取得了大量基礎研究數(shù)據(jù),但未進行過庫區(qū)魚類多樣性評價分析,特別是庫區(qū)形成且開展魚類工人增殖放流后未進行過調查評估。2003年巖灘水域淡水殼菜出現(xiàn)問題;2006年后淡水殼菜大量繁殖,庫區(qū)漁業(yè)生產受到重大損失,生態(tài)安全隱患顯現(xiàn);2009年庫區(qū)開始進行包括增殖放流青魚在內的漁業(yè)生態(tài)環(huán)境修復工作。本研究是近年庫區(qū)開始魚類人工增殖放流后首次開始庫區(qū)漁業(yè)生態(tài)環(huán)境調查,根據(jù)2013年度對巖灘庫區(qū)漁業(yè)生態(tài)調查所得信息,從水質、浮游生物及魚類資源層面初步評估研究水域的漁業(yè)生態(tài)環(huán)境質量及魚類多樣性現(xiàn)狀,以期為漁業(yè)部門后續(xù)魚類增殖放流、修訂漁業(yè)發(fā)展規(guī)劃等工作提供依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 水環(huán)境采樣布點與頻次
在巖灘水庫上游、中游、下游及重要支流設置巖灘水利樞紐壩上、廣西大化縣盤陽河庫區(qū)、東蘭縣安簍大橋、天峨縣城水域4個調查斷面,采集水樣及浮游植物、浮游動物、底棲動物、魚類等水生生物標本及數(shù)據(jù),在廣西巴馬縣賜福橋斷面只采集浮游生物樣品(圖1)。2013年3、6、9、12月各采樣1次。
1.2 水質采樣與分析
水質采樣在項目選定的斷面同步進行,依據(jù)HJ 495—2009 《水質 采樣方案設計技術規(guī)定》、HJ 493—2009《水質 采樣樣品的保存和管理技術規(guī)定》進行。水質檢測采用GB 3838—2002 《地表水環(huán)境質量標準》、GB 11607—1989 《漁業(yè)水質標準》規(guī)定的方法。測定總磷、總氮、揮發(fā)酚、非離子氨、石油類、汞、銅、鋅、鉛、鎘、pH值指標,并現(xiàn)場測定氣溫、水溫、透明度、濁度及溶解氧等指標。
1.3 浮游生物調查與分析
浮游生物調查分析方法參照中國水產科學研究院發(fā)布的CAF2005 0001《內陸水域漁業(yè)自然資源調查試行規(guī)范》進行。依據(jù)SL218—1998《水庫漁業(yè)營養(yǎng)類型劃分標準》,以浮游生物單位生物量為依據(jù),判斷調查水域營養(yǎng)水平及水體質量。
1.4 漁獲物調查與分析
選定庫區(qū)上游、中游、下游3個固定區(qū)域正常作業(yè)的專業(yè)漁民,記錄其每天漁獲物數(shù)據(jù)及主要魚類生物學數(shù)據(jù),作業(yè)范圍分別是天峨縣城附近、東蘭縣大橋附近、大化縣巖灘水庫壩首水域。漁民按平常漁具漁法正常生產,主要通過網和釣鉤捕魚,偶用漁籠。漁民大多于18:00至次日03:00放網,07:00 收網,網具400~500 m,網目4~10 cm;魚籠4~6個;釣鉤300~400個。
2 結果與分析
2.1 水質
水質檢測結果表明,巖灘水庫水體的總磷、揮發(fā)酚、非離子氨、石油類、汞、銅、鋅、鉛、鎘、pH值等水質指標符合GB 3838—2002《地表水環(huán)境質量標準》中Ⅲ類水及GB 11607—1989《漁業(yè)水質標準》的規(guī)定。巖灘水庫水體總氮含量 1.25~2.70 mg/L,均值1.75 mg/L,按GB 3838—2002《地表水環(huán)境質量標準》Ⅲ類水標準,該水體總氮含量超標0.25~1.7倍,平均超出Ⅲ類水標準值的74.6%(表1)。
2.2 浮游生物
共采集到浮游植物6門57屬,其中藍藻門9屬、綠藻門23屬、硅藻門17屬、裸藻門2屬、甲藻門4屬、金藻門2屬,硅藻、甲藻、綠藻、藍藻為優(yōu)勢種,以硅藻的生物量最大(表2)。各斷面浮游植物單位平均數(shù)量101.34萬ind./L,單位平均生物量1.115 1 mg/L。根據(jù)SL218-98《水庫漁業(yè)營養(yǎng)類型劃分標準》,以浮游植物單位水體生物量為判斷依據(jù),巖灘水庫屬中營養(yǎng)型水質,水體質量一般。
共采集到浮游動物4類19科35屬43種,其中原生動物4科8屬13種、輪蟲5科10屬12種、枝角類6科7屬8種、橈足類4科10屬10種(表3)。浮游動物各類群數(shù)量差異較大,輪蟲最多,原生動物次之,枝角類、橈足類最少。浮游動物單位平均數(shù)量459.6 ind./L,單位平均生物量0.642 2 mg/L。根據(jù)SL218-98《水庫漁業(yè)營養(yǎng)類型劃分標準》,以浮游動物單位體積生物量為判斷依據(jù),巖灘水庫屬貧營養(yǎng)型水質,水體質量良好。
2.3 漁獲物
漁獲物調查時間為2013年6—11月,記錄上游、中游、下游漁民單船作業(yè)下每天的漁獲物數(shù)據(jù),共記錄漁獲物1 410.2 kg,記錄魚類52 365尾。經檢索,全部魚類隸屬3目6科(鯉科含6亞科)17屬17種(表4)。其中上游漁民記錄作業(yè)時段181 d,有漁獲物時間178 d,相應記錄漁獲物數(shù)據(jù)178份,漁獲物905.9 kg、51 351尾;中游漁民記錄作業(yè)時段174 d,有漁獲物時間64 d,相應記錄漁獲物數(shù)據(jù)64份,漁獲物268.2 kg、430尾;下游漁民記錄作業(yè)時段150 d,有漁獲物時間86 d,相應記錄漁獲物數(shù)據(jù)86份,漁獲物236.1 kg、584尾。3地漁民單船日均捕獲魚類2.7 kg。
根據(jù)調查所得的所有漁獲物種類、數(shù)量、質量分布情況計算得出,全部捕獲魚類的Shannon-Weiner多樣性指數(shù)為0162,Wilhm 改進指數(shù)為1.814,DG-F物種多樣性指數(shù)為0.083。
3 討論與結論
3.1 討論
3.1.1 巖灘水域水質自然環(huán)境基本正常
巖灘庫區(qū)1981—1982年、1996—1997年、2003—2004年、2005—2006年及2013年度檢測結果顯示,水域水質理化指標值雖有變化,但除總氮超標外,歷次調查采樣中的其他檢測指標平均值都符合GB 3838—2002《地表水環(huán)境質量標準》Ⅲ類水標準及GB 11607—1989《漁業(yè)水質標準》。由表5可見,目前巖灘庫區(qū)浮游植物種類數(shù)量比歷史數(shù)據(jù)略低,單位平均數(shù)量及生物量比水庫建設前略高,但與水庫蓄水后5、10年的數(shù)量相比有明顯下降;浮游動物種類數(shù)量比歷史數(shù)據(jù)略低,單位平均數(shù)量及生物量比蓄水后5、10年的數(shù)量明顯下降[8]。從本次調查所得的浮游生物的單位生物量指標值判斷,巖灘水域水質處于貧營養(yǎng)型至中營養(yǎng)型之間,庫區(qū)水域自然環(huán)境基本正常。
3.1.2 巖灘水域魚類資源枯竭
據(jù)近30年對紅水河及巖灘庫區(qū)漁業(yè)生態(tài)調查結果,1981—1984年、1997—1998年、2003—2005年調查到巖灘庫區(qū)魚類分別為15科70種[3]、15科43種[9]、14科42種[10],主要經濟魚類30多種。雖然受漁具、漁法影響,調查結果無法全面反映庫區(qū)魚類資源現(xiàn)狀,但本次調查持續(xù)記錄時間長達半年,上游、中游、下游漁民全部記錄捕獲的魚類僅有3目6科17屬17種,漁民單船日均捕獲量僅2.7 kg,可見庫區(qū)魚類資源已十分枯竭。
3.1.3 巖灘水域魚類物種多樣性低下
Shannon-Weiner多樣性指數(shù)從群落中不同物種數(shù)量分布情況反映群落物種的豐富程度;Wilhm改進指數(shù)則綜合了物種豐富性和均勻性兩方面的影響,主要從群落不同物種質量分布情況反映群落結構的復雜程度[11];DG-F物種多樣性指數(shù)則從群落生物的種類數(shù)量及其在各科、屬間的分布情況反映群落的生物物種多樣性程度[6]。2013下半年調查記錄巖灘水域捕獲魚類的 Shannon-Weiner 多樣性指數(shù)值為0.162,Wilhm 改進指數(shù)值為1.814,DG-F物種多樣性指數(shù)值為0.083。周解等對廣西內陸水域[7]、韓耀全對漓江及黔江水域[8]、李捷等對廣東省肇慶市西江[12]、凌去非等對長江天鵝洲故道[13]、張家波等對老江河[14]、張敏瑩等對長江[15-16]進行過魚類資源調查及其多樣性分析,與近年來珠江、長江流域不同江河的魚類多樣性調查分析數(shù)據(jù)相比,巖灘水域魚類物種多樣性低下,Shannon-Weiner多樣性指數(shù)僅為其他水域平均值的4.14%,Wilhm改進指數(shù)為其他水域平均值的59.05%,DG-F指數(shù)僅為其他水域平均值的15.82%(表6)。
3.1.4 巖灘水域魚類資源結構不正常
從漁獲物數(shù)量上看,超過98%漁獲物是小型魚類(其中四須盤[XCZ5.tif]占97.51%)。從漁獲物質量上看,超過50%的漁獲物是小型魚類,其他經濟魚類比例極低。即使從質量看,除小型魚類外,也只有庫區(qū)可以自然增殖的鯉魚和羅非魚比例超過10%,其他非人工增殖放流魚類質量僅占全部漁獲物的6%左右。這與廣西江河13種主要經濟魚類比例超過54%的歷史調查數(shù)據(jù)相差極大[2]。可見,巖灘水庫魚類資源不僅枯竭,魚類組成結構也極不正常。
3.2 結論
本研究表明,巖灘水域自然環(huán)境特別是水質狀況基本正常,但魚類資源枯竭,魚類物種多樣性極低,與庫區(qū)建設前的自然江河相比,目前庫區(qū)魚類資源結構極不正常。由于紅水河多級水利大壩建設阻隔,流域水生態(tài)環(huán)境發(fā)生了重大變化,特別是原紅水河如青魚、草魚、鰱、鳙等產漂流性卵的主要經濟魚類喪失了繁殖增殖自然環(huán)境,魚類資源日趨枯竭。再加上漁業(yè)發(fā)展無序、環(huán)境壓力增大等其他因素的疊加影響,近年來庫區(qū)水域水生生物結構失衡,特別是魚類資源結構失衡。而魚類結構的不合理又反過來加劇了庫區(qū)水生生物結構的不合理,使庫區(qū)水域生態(tài)安全事故及隱患增加。根據(jù)漁業(yè)主管部門《大化縣巖灘庫區(qū)淡水殼菜危害調查報告》的調查結果,近年來巖灘水庫淡水殼菜災害性暴發(fā)的主要原因之一,正是其天然敵害生物——青魚數(shù)量的銳減。
為了庫區(qū)水域生態(tài)環(huán)境安全,巖灘水域的水生態(tài)修復工作迫在眉睫。從生物操控角度,漁業(yè)部門近幾年的魚類增殖放流,應該在充分調研的基礎上,科學合理增殖放流庫區(qū)原紅水河土著魚類,逐步恢復魚類種類構成及其多樣性??梢酝ㄟ^針對性地放流鲴類等底層魚類以改善庫區(qū)底泥,放流青魚等魚類以吃食過多的底棲動物,投放一定量的肉食性魚類清除過多的小型魚類,改善水生態(tài)環(huán)境及水域生物結構。通過水域初級生產力及魚產容量的正確估算,合理放養(yǎng)鰱鳙以減緩和調控庫區(qū)水域的富營養(yǎng)化進程,降低庫區(qū)水體的氮、磷含量,提高水環(huán)境質量。
致謝:本研究得到廣西河池市、天峨縣、大化縣、東蘭縣、巴馬縣、南丹縣漁業(yè)部門以及庫區(qū)漁民的大力支持和幫助,深表謝意!
參考文獻:
[1]賈曉平,李純厚,甘居利,等. 南海北部海域漁業(yè)生態(tài)環(huán)境健康狀況診斷與質量評價[J]. 中國水產科學,2005,12(6):757-765.
[2]農業(yè)部漁業(yè)局. 全國水生生物增殖放流總體規(guī)(2011—2015),農漁發(fā)[2010]44號[R]. 北京:農業(yè)部漁業(yè)局,2010:1-83.
[3]廣西壯族自治區(qū)水產研究所. 廣西壯族自治區(qū)內陸水域漁業(yè)自然資源調查研究[M]. 南寧:廣西壯族自治區(qū)水產研究所,1984:1-645.
[4]Shannon C E,Weiner W. The mathematical theory of communication[M]. Urbana:the University of Illinois Press,1949:117.
[5]Wilhm J L. Use of biomass units in Shannons formula[J]. Ecology,1968,49(1):153-156.
[6]蔣志剛,紀力強. 鳥獸物種多樣性測度的G-F指數(shù)方法[J]. 生物多樣性,1999,7(3):220-225.
[7]周 解,張春光. 廣西淡水魚類志[M]. 2版.南寧:廣西人民出版社,2006:1-535.
[8]韓耀全. 漓江魚類物種多樣性及其演變態(tài)勢研究[J]. 水生態(tài)學雜志,2010,3(1):22-28.
[9]廣西壯族自治區(qū)水產研究所.巖灘水庫水生生物自然資源調查報告[R]. 南寧:廣西壯族自治區(qū)水產研究所,1998.
[10]廣西壯族自治區(qū)水產研究所. 巖灘水電站庫區(qū)水生生物資源調查及回顧評價報告[R]. 南寧:廣西壯族自治區(qū)水產研究所,2005.
[11]段辛斌,劉紹平,熊 飛,等. 長江上游干流春季禁漁前后三年漁獲物結構和生物多樣性分析[J]. 長江流域資源與環(huán)境,2008,17(6):878-885.
[12]李 捷,李新輝,譚細暢,等. 廣東肇慶西江珍稀魚類省級自然保護區(qū)魚類多樣性[J]. 湖泊科學,2009,21(4):556-562.
[13]凌去非,李思發(fā). 長江天鵝洲故道、老河故道魚類群落種類多樣性[J]. 中國水產科學,1998,5(2):1-5.
[14]張家波,樊啟學,王衛(wèi)民. 老江河魚類種類多樣性和優(yōu)勢種的初步研究[J]. 淡水漁業(yè),1998,28(6):14-17.
[15]張敏瑩,徐東坡,劉 凱,等. 長江安慶江段魚類調查及物種多樣性初步研究[J]. 湖泊科學,2006,18(6):670-676.
[16]張敏瑩,徐東坡,段金榮,等. 長江常熟江段漁業(yè)群落結構及物種多樣性初步研究[J]. 生態(tài)科學,2007,26(6):525-530.