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赤水河有着生态河、美景河、美酒河和英雄河的美称,是长江上游唯一一条干流未修建水坝且保持与长江自然连通的大型一级支流,同时也是长江上游珍稀、特有鱼类国家级自然保护区的重要组成部分。流域独特的地质地貌环境、高度生境异质性及其丰富的饵料资源孕育着较高的鱼类生物多样性。受三峡工程和金沙江水利工程梯级开发的叠加效应影响,加之上游鱼类资源过度捕捞及其环境污染,使得长江上游鱼类资源保护任务艰巨。因此,赤水河流域将在长江上游鱼类资源保护发挥越来越重要的功能性作用。同时,赤水河流域水系发达,支流众多,河流呈典型网状发散,保持着较好的自然环境,是验证生态学理论的理想场所。本文通过在赤水河进行鱼类群落和环境条件调查,利用嵌套理论、距离衰减规律、环境因子影响等理论,分析赤水河鱼类群落结构时空格局特征;同时,在赤水河开展鱼类群落的季节调查和鱼类早期资源调查,分析赤水河鱼类群落的生态过程。通过以上研究,探讨赤水河鱼类群落结构时空格局形成机制,提出赤水河鱼类资源的保护措施。主要研究结果如下: 1.2013年10月和2014年7月,在赤水河流域39个样点进行鱼类资源调查。以鱼类物种出现/非出现数据,对赤水河流域鱼类群落空间格局进行研究。结果表明,赤水河流域鱼类群落可以分为源头、上游、中游、下游及支流习水河五个群组。鱼类群落嵌套分析(Nestedness analyses)表明,在流域尺度上,赤水河鱼类群落结构符合嵌套格局,物种丰富度、海拔、水温、水深、河宽、pH及离河口距离等显著影响流域鱼类群落结构嵌套;在河段尺度上,源头及上中下游鱼类群落也均呈现显著嵌套结构,而支流习水河由于生境的同质化表现为非嵌套结构。因此,流域河流管理应从不同尺度对河流进行功能区划,对河段尺度鱼类物种多样性高、特有物种数丰富的样点应该重点加强管理和保护。 2.对鱼类群落相似性与空间距离关系进行了分析。结果显示,在流域尺度上,鱼类群落相似性与河流距离和直线距离均呈现“距离衰减规律”(Distancedecay)(P<0.05)。在河段尺度上,以河流距离进行比较,只有源头、中游及下游河段鱼类群落均与河流距离呈“距离衰减规律”(P<0.05),而上游及支流习水河鱼类群落与河流距离相关性不显著(P>0.05);而以直线距离比较,只有赤水河中游河段鱼类群落与直线距离呈“距离衰减规律”(P<0.05),其他河段相关性不显著(P>0.05)。使用Mantel test比较河流距离和直线距离与鱼类群落相似性的关系,结果表明,河道距离与鱼类群落物种相似性更相关。 3.栖息地环境因子和河流网络对鱼类群落多样性格局影响:2013年10月,对赤水河流域1-5级河段共26个采样点鱼类群落进行研究,探讨了栖息地环境和河流空间位置对鱼类群落结构的影响。共采集渔获物3191尾,隶属于3目5科58种。根据逐步线性回归分析,鱼类的物种丰富度与栖息地环境(河宽)显著相关(P<0.05),但河流空间位置的影响较低。根据鱼类群落组成与环境因子的CCA(Canonical Correspondence Analysis,CCA)分析结果显示,鱼类物种多样性受栖息地环境(海拔、河宽和溶解氧)与河流空间位置(C-Link)的综合影响(P<0.05)。 4.2013和2014年两年的春(4月)、夏(7月)、秋(10月)和冬(1月)分别在赤水河源头、上游、中游及下游四个代表河段进行7-10天鱼类资源及栖息地生境调查,探讨赤水河鱼类群落季节动态过程。结果表明,赤水河源头、上游、中游、及下游分别采集鱼类26、30、69和96种,其中长江上游特有鱼类分别为10、8、15和18种。ANOSIM(Analysis of similarities)分析结果表示,四个河段鱼类群落结构均存在显著的季节变化(P<0.05)。流域环境因子季节更替(降雨、洪水、干旱等)及水文节律过程引起鱼类摄食、生殖及越冬洄游可能是导致流域鱼类群落季节动态变化主要原因。 5.赤水河流域鱼类早期资源生态过程复杂,流域鱼类早期资源种类组成丰富,资源量巨大,对长江上游鱼类资源补充有重要作用。2013和2014年繁殖季节对赤水河鱼类早期资源进行监测,结果表明,赤水河流域至少可以满足长薄鳅、小眼薄鳅、宽体沙鳅、双斑副沙鳅、短身金沙鳅、中华金沙鳅和短身鳅鮀等7种产漂流性卵特有鱼类繁殖需求。2013年采集鱼卵鱼苗共计27种,通过赤水市断面的鱼卵总径流量为4.93×108粒;2014年共采集鱼卵鱼苗共计30种,通过赤水市断面鱼卵总径流量为6.26×108粒。鱼类繁殖期集中在4-8月,高峰期为5月中下旬-7月中旬。赤水河中游产漂流性鱼卵的产卵场主要分布在赤水市、复兴镇、葫市镇、土城镇及太平镇。水温和流量是诱导鱼类繁殖主要环境因子。