長江宜賓江段主要魚類攝食生態(tài)及魚類食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、長江上游是我國淡水魚類資源最為豐富的地區(qū)之一。近年來，長江上游漁業(yè)資源呈現(xiàn)嚴重的衰退趨勢。人工增殖放流被世界各國認為是恢復漁業(yè)資源較為有效的方法，國內(nèi)外許多學者認為增殖放流前應對放流對象的生物學特性和放流水域的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其變化開展相關(guān)的科學研究。為恢復長江上游漁業(yè)資源，農(nóng)業(yè)部及中國長江三峽集團公司對多種魚類開展了大量的人工增殖放流工作，并取得了一定的進展，但對放流對象的生物學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)被認為是影響魚類群落結(jié)構(gòu)及其變化的重要因素之一，隨著金沙江下游梯級電站開始蓄水，長江上游魚類攝食生態(tài)及其群落結(jié)構(gòu)將會發(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江上游的代表江段，以2012-2013年在宜賓江段采集的主要魚類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“簡化食物網(wǎng)”的研究思路以及“點”和“面”相結(jié)合的研究格局，從關(guān)鍵魚種、重要魚種及魚類群落等3個層面上開展魚類的

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

4、魚、鰱、鲇等9種為宜賓江段抽樣漁獲物中的主要漁獲物種類。并對主要漁獲物種類的體長體重的關(guān)系和主要漁具漁法的捕撈強度進行了分析，結(jié)果顯示大部分魚類為底層雜食性魚類，喜緩流水環(huán)境。與歷史文獻進行對比，雜食性魚類和底層魚類呈現(xiàn)相對上升的趨勢，激流性魚類和產(chǎn)漂流性卵的魚類呈現(xiàn)下降的趨勢，且主要漁獲物種類的規(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。
　　2.關(guān)鍵魚種方面，通過傳統(tǒng)胃含物分析法和碳、氮穩(wěn)定同

5、位素技術(shù)相結(jié)合，對宜賓江段長薄鰍的攝食強度和食物組成及其隨體長、晝夜的變化規(guī)律進行了研究。結(jié)果顯示，傳統(tǒng)法認為長薄鰍食性主要以小個體魚類、甲殼類（蝦類和鉤蝦類）、底棲無脊椎動物和水生昆蟲幼蟲等4種食物類群為主。傳統(tǒng)法認為長薄鰍的攝食強度和食物組成隨體長的增加均具有顯著的變化，其體長在110mm時出現(xiàn)了明顯的食物轉(zhuǎn)換現(xiàn)象，蝦類和魚類取代底棲無脊椎動物和水生昆蟲幼蟲成為其主要的食物類群;其體長在210mm時也出現(xiàn)了一定的食物轉(zhuǎn)換，蝦類成為最

6、主要的食物類群。在碳、氮穩(wěn)定同位素技術(shù)方面，顆粒有機物(POM)、蝦類和魚類為長薄鰍的主要潛在食物類群，且長薄鰍食性隨體長變化的結(jié)果與傳統(tǒng)法得到的結(jié)果相似，當長薄鰍體長＞110mm時，潛在食物類群的同位素值及對長薄鰍食性的貢獻發(fā)生了較為顯著的改變，POM對長薄鰍食性的貢獻率減小，蝦類和魚類的貢獻率增大;當長薄鰍體長＞210mm時，蝦類取代POM對長薄鰍的貢獻率達到最大。在春季，長薄鰍具有顯著的晝夜變化，攝食強度在09:30和12:30相

7、對最高，其次為18:30，白天攝食強度整體遠高于夜間攝食強度。綜上結(jié)果表明，宜賓江段主要漁獲物長薄鰍為偏肉食的雜食性魚類，其具有較高的食性可塑性，且其食性隨著體長和時間的變化均有較為顯著的改變，因此長薄鰍對宜賓江段的水文環(huán)境和餌料豐度等因素的改變具有一定的適應性。
　　3.重要魚種方面，通過碳、氮穩(wěn)定同位素技術(shù)研究了長江宜賓江段銅魚和圓口銅魚的潛在食物類群及種間食物關(guān)系，并采用主成分分析(PCA)對兩種魚類攝食器官的形態(tài)特征進行了

8、對比。結(jié)果顯示，在宜賓江段蝦類和POM為銅魚的主要潛在食物類群，而POM和有機碎屑為圓口銅魚的主要潛在食物類群，即銅魚是偏動物性的雜食性魚類，圓口銅魚是相對銅魚偏好植物性的雜食性魚類。分別對銅魚和圓口銅魚的δ13C值和潛在餌料生物貢獻率進行對比，結(jié)果顯示，兩種魚類潛在的優(yōu)勢食物類群不相同，其食物組成可能存在一定的差異。兩種魚類的餌料平均相似性系數(shù)為78.69％，食物重疊系數(shù)為55.59％，兩種魚類對食物種間競爭關(guān)系不激烈。主成分分析(P

9、CA)結(jié)果顯示，在體長相似的條件下，銅魚的上頜伸展度和下頜伸展度要大于圓口銅魚的上頜伸展度和下頜伸展度，這也是兩種魚類在有限的餌料環(huán)境下的一種適應性對策。
　　4.本章研究了顆粒有機物(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物(POM)受長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，在洪水期達到最高，枯水期較低，尤其在枯水期的

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

11、有機物更加豐富且易獲得。顆粒有機物(POM)和日本沼蝦是宜賓江段主要魚類的重要食物來源，但冬季POM在魚類食物組成中的占有比例不會太高。對河流連續(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)有機物來源的理論模型進行分別探討，結(jié)果表明三種模型沒有一種能夠單獨適應宜賓江段的食物網(wǎng)模型。在洪水期應參照RCC和FPC等兩種理論模型，在枯水期應參照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物(POM)中所占的比例，從而進一步影響了水生生物的食物來源及組成。向家壩蓄水后，在枯水期來自上游沖擊下來的有機物對POM的貢獻下降，POM組成主要以來自兩岸輸入的陸生外源性有機物和本地水生的內(nèi)源性有機物為主。
　　5.在水生生物群落方面，通過碳、氮穩(wěn)定性同位素技術(shù)研究了宜賓

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

14、眼鱖。把湖沼股蛤的營養(yǎng)級定位2，魚類在不同季節(jié)的營養(yǎng)級沒有整數(shù)，均位于2.5-4.75之間，且不同季節(jié)食物鏈的營養(yǎng)級不同。不同季節(jié)的食物鏈中通常存在2-3個營養(yǎng)級，大部分魚類為次級消費者，營養(yǎng)級位于3-4之間。這結(jié)果一方面說明，宜賓江段處于較高營養(yǎng)級的肉食性魚類的種類和數(shù)量在減少;另一方面也說明，食性單一的魚類在宜賓江段很難生存，換句話說，宜賓江段的常見魚類以雜食性為主。綜上結(jié)果表明，宜賓江段的魚類食物網(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)。由于土著肉食性魚類和草食性魚類較為缺乏，因此從維持魚類群落豐富度的角度分析，對于長江上游的增殖放流應適當放流土著肉食性魚類和草食性魚類。對10種魚類在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值分別進行對比，結(jié)果顯示，大部分魚類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)果說明向家壩蓄水的成功，對壩下宜賓江段大部分魚類的餌料食物產(chǎn)生了影

16、響，不同類群的魚類影響程度不同，偏植物的雜食性魚類和肉食性魚類受到的影響程度較大。同時在向家壩蓄水后的枯水期外來有機物對食物網(wǎng)的貢獻相比蓄水前枯水期的貢獻有所下降，因此向家壩蓄水后本地有機物對整個壩下宜賓江段食物網(wǎng)的貢獻在增加。
　　6.本文對長江上游魚類的增殖放流提出建議。對于長江上游目前已經(jīng)開始放流的魚類長薄鰍，本文認為放流的體長應大于110mm，放流時間建議避開洪水期和冬季，選擇春季4-6月或秋季10-11月。在確定放流的具