長(zhǎng)江宜賓江段主要魚(yú)類(lèi)攝食生態(tài)及魚(yú)類(lèi)食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、長(zhǎng)江上游是我國(guó)淡水魚(yú)類(lèi)資源最為豐富的地區(qū)之一。近年來(lái)，長(zhǎng)江上游漁業(yè)資源呈現(xiàn)嚴(yán)重的衰退趨勢(shì)。人工增殖放流被世界各國(guó)認(rèn)為是恢復(fù)漁業(yè)資源較為有效的方法，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者認(rèn)為增殖放流前應(yīng)對(duì)放流對(duì)象的生物學(xué)特性和放流水域的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其變化開(kāi)展相關(guān)的科學(xué)研究。為恢復(fù)長(zhǎng)江上游漁業(yè)資源，農(nóng)業(yè)部及中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)公司對(duì)多種魚(yú)類(lèi)開(kāi)展了大量的人工增殖放流工作，并取得了一定的進(jìn)展，但對(duì)放流對(duì)象的生物學(xué)特性和放流水域的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其變化的研究仍較為缺乏。水利

2、水電工程的建設(shè)被認(rèn)為是影響?hù)~(yú)類(lèi)群落結(jié)構(gòu)及其變化的重要因素之一，隨著金沙江下游梯級(jí)電站開(kāi)始蓄水，長(zhǎng)江上游魚(yú)類(lèi)攝食生態(tài)及其群落結(jié)構(gòu)將會(huì)發(fā)生一定的改變。
　　基于上述研究背景，本論文選擇宜賓江段作為長(zhǎng)江上游的代表江段，以2012-2013年在宜賓江段采集的主要魚(yú)類(lèi)胃含物樣品和水生生物穩(wěn)定性同位素樣品為基礎(chǔ)，采用唐啟升院士提出的“簡(jiǎn)化食物網(wǎng)”的研究思路以及“點(diǎn)”和“面”相結(jié)合的研究格局，從關(guān)鍵魚(yú)種、重要魚(yú)種及魚(yú)類(lèi)群落等3個(gè)層面上開(kāi)展魚(yú)類(lèi)的

3、攝食生態(tài)和魚(yú)類(lèi)食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)的研究，并對(duì)向家壩蓄水前后水生生物群落營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行分析，旨在為研究宜賓江段生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)以及宜賓江段食物網(wǎng)營(yíng)養(yǎng)動(dòng)力學(xué)建模提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為向家壩蓄水對(duì)宜賓江段水生生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響提供理論基礎(chǔ)，為長(zhǎng)江上游人工增殖放流的開(kāi)展提供理論指導(dǎo)。
　　1.本章對(duì)宜賓江段的魚(yú)類(lèi)開(kāi)展了向家壩蓄水前的最后一次調(diào)查，共調(diào)查魚(yú)類(lèi)62種，特有魚(yú)類(lèi)19種，其中圓口銅魚(yú)、瓦氏黃顙魚(yú)、鯽、長(zhǎng)薄鰍、中華沙鰍、南方鲇、銅

4、魚(yú)、鰱、鲇等9種為宜賓江段抽樣漁獲物中的主要漁獲物種類(lèi)。并對(duì)主要漁獲物種類(lèi)的體長(zhǎng)體重的關(guān)系和主要漁具漁法的捕撈強(qiáng)度進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示大部分魚(yú)類(lèi)為底層雜食性魚(yú)類(lèi)，喜緩流水環(huán)境。與歷史文獻(xiàn)進(jìn)行對(duì)比，雜食性魚(yú)類(lèi)和底層魚(yú)類(lèi)呈現(xiàn)相對(duì)上升的趨勢(shì)，激流性魚(yú)類(lèi)和產(chǎn)漂流性卵的魚(yú)類(lèi)呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，且主要漁獲物種類(lèi)的規(guī)格和流刺網(wǎng)的單船產(chǎn)量下降較為明顯。結(jié)果表明，宜賓江段漁業(yè)資源呈現(xiàn)衰退的趨勢(shì)。
　　2.關(guān)鍵魚(yú)種方面，通過(guò)傳統(tǒng)胃含物分析法和碳、氮穩(wěn)定同

5、位素技術(shù)相結(jié)合，對(duì)宜賓江段長(zhǎng)薄鰍的攝食強(qiáng)度和食物組成及其隨體長(zhǎng)、晝夜的變化規(guī)律進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示，傳統(tǒng)法認(rèn)為長(zhǎng)薄鰍食性主要以小個(gè)體魚(yú)類(lèi)、甲殼類(lèi)（蝦類(lèi)和鉤蝦類(lèi)）、底棲無(wú)脊椎動(dòng)物和水生昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)等4種食物類(lèi)群為主。傳統(tǒng)法認(rèn)為長(zhǎng)薄鰍的攝食強(qiáng)度和食物組成隨體長(zhǎng)的增加均具有顯著的變化，其體長(zhǎng)在110mm時(shí)出現(xiàn)了明顯的食物轉(zhuǎn)換現(xiàn)象，蝦類(lèi)和魚(yú)類(lèi)取代底棲無(wú)脊椎動(dòng)物和水生昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)成為其主要的食物類(lèi)群;其體長(zhǎng)在210mm時(shí)也出現(xiàn)了一定的食物轉(zhuǎn)換，蝦類(lèi)成為最

6、主要的食物類(lèi)群。在碳、氮穩(wěn)定同位素技術(shù)方面，顆粒有機(jī)物(POM)、蝦類(lèi)和魚(yú)類(lèi)為長(zhǎng)薄鰍的主要潛在食物類(lèi)群，且長(zhǎng)薄鰍食性隨體長(zhǎng)變化的結(jié)果與傳統(tǒng)法得到的結(jié)果相似，當(dāng)長(zhǎng)薄鰍體長(zhǎng)＞110mm時(shí)，潛在食物類(lèi)群的同位素值及對(duì)長(zhǎng)薄鰍食性的貢獻(xiàn)發(fā)生了較為顯著的改變，POM對(duì)長(zhǎng)薄鰍食性的貢獻(xiàn)率減小，蝦類(lèi)和魚(yú)類(lèi)的貢獻(xiàn)率增大;當(dāng)長(zhǎng)薄鰍體長(zhǎng)＞210mm時(shí)，蝦類(lèi)取代POM對(duì)長(zhǎng)薄鰍的貢獻(xiàn)率達(dá)到最大。在春季，長(zhǎng)薄鰍具有顯著的晝夜變化，攝食強(qiáng)度在09:30和12:30相

7、對(duì)最高，其次為18:30，白天攝食強(qiáng)度整體遠(yuǎn)高于夜間攝食強(qiáng)度。綜上結(jié)果表明，宜賓江段主要漁獲物長(zhǎng)薄鰍為偏肉食的雜食性魚(yú)類(lèi)，其具有較高的食性可塑性，且其食性隨著體長(zhǎng)和時(shí)間的變化均有較為顯著的改變，因此長(zhǎng)薄鰍對(duì)宜賓江段的水文環(huán)境和餌料豐度等因素的改變具有一定的適應(yīng)性。
　　3.重要魚(yú)種方面，通過(guò)碳、氮穩(wěn)定同位素技術(shù)研究了長(zhǎng)江宜賓江段銅魚(yú)和圓口銅魚(yú)的潛在食物類(lèi)群及種間食物關(guān)系，并采用主成分分析(PCA)對(duì)兩種魚(yú)類(lèi)攝食器官的形態(tài)特征進(jìn)行了

8、對(duì)比。結(jié)果顯示，在宜賓江段蝦類(lèi)和POM為銅魚(yú)的主要潛在食物類(lèi)群，而POM和有機(jī)碎屑為圓口銅魚(yú)的主要潛在食物類(lèi)群，即銅魚(yú)是偏動(dòng)物性的雜食性魚(yú)類(lèi)，圓口銅魚(yú)是相對(duì)銅魚(yú)偏好植物性的雜食性魚(yú)類(lèi)。分別對(duì)銅魚(yú)和圓口銅魚(yú)的δ13C值和潛在餌料生物貢獻(xiàn)率進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示，兩種魚(yú)類(lèi)潛在的優(yōu)勢(shì)食物類(lèi)群不相同，其食物組成可能存在一定的差異。兩種魚(yú)類(lèi)的餌料平均相似性系數(shù)為78.69％，食物重疊系數(shù)為55.59％，兩種魚(yú)類(lèi)對(duì)食物種間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系不激烈。主成分分析(P

9、CA)結(jié)果顯示，在體長(zhǎng)相似的條件下，銅魚(yú)的上頜伸展度和下頜伸展度要大于圓口銅魚(yú)的上頜伸展度和下頜伸展度，這也是兩種魚(yú)類(lèi)在有限的餌料環(huán)境下的一種適應(yīng)性對(duì)策。
　　4.本章研究了顆粒有機(jī)物(POM)和水生生物的δ13C和δ15N值隨季節(jié)的變化規(guī)律，以及兩者的穩(wěn)定同位素比率隨季節(jié)變化的關(guān)系。結(jié)果表明，在宜賓江段顆粒有機(jī)物(POM)受長(zhǎng)江自然徑流的影響較為顯著，其穩(wěn)定同位素比率有顯著的季節(jié)變化，在洪水期達(dá)到最高，枯水期較低，尤其在枯水期的

10、冬季最低。對(duì)顆粒有機(jī)物的來(lái)源進(jìn)行研究，結(jié)果表明不同季節(jié)顆粒有機(jī)物(POM)的有機(jī)物來(lái)源不同，在枯水期主要來(lái)源為本地有機(jī)物（浮游植物、水生固著藻類(lèi)、水生植物等）和外來(lái)有機(jī)物（陸地有機(jī)物、土壤有機(jī)物和從上游及支流輸入的有機(jī)物），洪水期顆粒有機(jī)物的主要來(lái)源為外來(lái)有機(jī)物。且在除夏季（洪水高峰期）外的所有季節(jié)C3植物是POM的主要來(lái)源，在夏季（洪水高峰期）C4植物和人類(lèi)產(chǎn)生的有機(jī)物污染物可能是POM的主要來(lái)源。而對(duì)于魚(yú)類(lèi)而言，在洪水期間陸生外源性

11、有機(jī)物更加豐富且易獲得。顆粒有機(jī)物(POM)和日本沼蝦是宜賓江段主要魚(yú)類(lèi)的重要食物來(lái)源，但冬季POM在魚(yú)類(lèi)食物組成中的占有比例不會(huì)太高。對(duì)河流連續(xù)體概念(RCC)、洪水脈沖概念(FPC)和河流生產(chǎn)力模型(RPM)等三種食物網(wǎng)有機(jī)物來(lái)源的理論模型進(jìn)行分別探討，結(jié)果表明三種模型沒(méi)有一種能夠單獨(dú)適應(yīng)宜賓江段的食物網(wǎng)模型。在洪水期應(yīng)參照RCC和FPC等兩種理論模型，在枯水期應(yīng)參照RCC、FPC和RPM等三種理論模型。POM在向家壩蓄水后2013

12、年春季的δ13C和δ15N值均低于向家壩蓄水前2012年春季的δ13C和δ15N值，表明向家壩的蓄水已經(jīng)影響了陸生外源性物質(zhì)和水生內(nèi)源性物質(zhì)在宜賓江段顆粒有機(jī)物(POM)中所占的比例，從而進(jìn)一步影響了水生生物的食物來(lái)源及組成。向家壩蓄水后，在枯水期來(lái)自上游沖擊下來(lái)的有機(jī)物對(duì)POM的貢獻(xiàn)下降，POM組成主要以來(lái)自?xún)砂遁斎氲年懮庠葱杂袡C(jī)物和本地水生的內(nèi)源性有機(jī)物為主。
　　5.在水生生物群落方面，通過(guò)碳、氮穩(wěn)定性同位素技術(shù)研究了宜賓

13、江段常見(jiàn)魚(yú)類(lèi)和蝦類(lèi)等水生生物群落營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)及其隨季節(jié)的變化，并探討了向家壩蓄水對(duì)魚(yú)類(lèi)群落結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，宜賓江段常見(jiàn)魚(yú)類(lèi)和蝦類(lèi)等水生生物大致可以分為4個(gè)類(lèi)群:第1類(lèi)群為草食性類(lèi)群，包括鰱;第2類(lèi)群為偏植物性的雜食性類(lèi)群，包括日本沼蝦、鯽、圓口銅魚(yú)、銅魚(yú)、瓦氏黃顙和蛇鮈;第3類(lèi)群為偏動(dòng)物性的雜食性類(lèi)群，包括長(zhǎng)鰭吻鮈、吻鮈、南方鲇、中華沙鰍、宜昌鰍鮀、子陵吻蝦虎魚(yú)、犁頭鰍和紫薄鰍;第4類(lèi)群為肉食性類(lèi)群，包括長(zhǎng)薄鰍（大個(gè)體）、斑鱖、鱖、大

14、眼鱖。把湖沼股蛤的營(yíng)養(yǎng)級(jí)定位2，魚(yú)類(lèi)在不同季節(jié)的營(yíng)養(yǎng)級(jí)沒(méi)有整數(shù)，均位于2.5-4.75之間，且不同季節(jié)食物鏈的營(yíng)養(yǎng)級(jí)不同。不同季節(jié)的食物鏈中通常存在2-3個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，大部分魚(yú)類(lèi)為次級(jí)消費(fèi)者，營(yíng)養(yǎng)級(jí)位于3-4之間。這結(jié)果一方面說(shuō)明，宜賓江段處于較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的肉食性魚(yú)類(lèi)的種類(lèi)和數(shù)量在減少;另一方面也說(shuō)明，食性單一的魚(yú)類(lèi)在宜賓江段很難生存，換句話說(shuō)，宜賓江段的常見(jiàn)魚(yú)類(lèi)以雜食性為主。綜上結(jié)果表明，宜賓江段的魚(yú)類(lèi)食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)是不穩(wěn)定的，且河流生態(tài)系統(tǒng)處

15、于不健康的狀態(tài)。由于土著肉食性魚(yú)類(lèi)和草食性魚(yú)類(lèi)較為缺乏，因此從維持魚(yú)類(lèi)群落豐富度的角度分析，對(duì)于長(zhǎng)江上游的增殖放流應(yīng)適當(dāng)放流土著肉食性魚(yú)類(lèi)和草食性魚(yú)類(lèi)。對(duì)10種魚(yú)類(lèi)在2012年春季向家壩蓄水前和2013年春季向家壩蓄水后的δ13C值和δ15N值分別進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示，大部分魚(yú)類(lèi)在向家壩蓄水前枯水期的δ13C值和δ15N值要高于向家壩蓄水后枯水期的δ13C值和δ15N值，結(jié)果說(shuō)明向家壩蓄水的成功，對(duì)壩下宜賓江段大部分魚(yú)類(lèi)的餌料食物產(chǎn)生了影

16、響，不同類(lèi)群的魚(yú)類(lèi)影響程度不同，偏植物的雜食性魚(yú)類(lèi)和肉食性魚(yú)類(lèi)受到的影響程度較大。同時(shí)在向家壩蓄水后的枯水期外來(lái)有機(jī)物對(duì)食物網(wǎng)的貢獻(xiàn)相比蓄水前枯水期的貢獻(xiàn)有所下降，因此向家壩蓄水后本地有機(jī)物對(duì)整個(gè)壩下宜賓江段食物網(wǎng)的貢獻(xiàn)在增加。
　　6.本文對(duì)長(zhǎng)江上游魚(yú)類(lèi)的增殖放流提出建議。對(duì)于長(zhǎng)江上游目前已經(jīng)開(kāi)始放流的魚(yú)類(lèi)長(zhǎng)薄鰍，本文認(rèn)為放流的體長(zhǎng)應(yīng)大于110mm，放流時(shí)間建議避開(kāi)洪水期和冬季，選擇春季4-6月或秋季10-11月。在確定放流的具