长江上游是我国淡水鱼类资源最为丰富的地区之一。近年来,长江上游渔业资源呈现严重的衰退趋势。人工增殖放流被世界各国认为是恢复渔业资源较为有效的方法,国内外许多学者认为增殖放流前应对放流对象的生物学特性和放流水域的生态系统结构及其变化开展相关的科学研究。为恢复长江上游渔业资源,农业部及中国长江三峡集团公司对多种鱼类开展了大量的人工增殖放流工作,并取得了一定的进展,但对放流对象的生物学特性和放流水域的生态系统结构及其变化的研究仍较为缺乏。水利水电工程的建设被认为是影响鱼类群落结构及其变化的重要因素之一,随着金沙江下游梯级电站开始蓄水,长江上游鱼类摄食生态及其群落结构将会发生一定的改变。基于上述研究背景,本论文选择宜宾江段作为长江上游的代表江段,以2012-2013年在宜宾江段采集的主要鱼类胃含物样品和水生生物稳定性同位素样品为基础,采用唐启升院士提出的“简化食物网”的研究思路以及“点”和“面”相结合的研究格局,从关键鱼种、重要鱼种及鱼类群落等3个层面上开展鱼类的摄食生态和鱼类食物网结构的研究,并对向家坝蓄水前后水生生物群落营养结构的变化进行分析,旨在为研究宜宾江段生态系统的物质循环和能量流动以及宜宾江段食物网营养动力学建模提供基础数据,为向家坝蓄水对宜宾江段水生生态系统结构的影响提供理论基础,为长江上游人工增殖放流的开展提供理论指导。1.本章对宜宾江段的鱼类开展了向家坝蓄水前的最后一次调查,共调查鱼类62种,特有鱼类19种,其中圆口铜鱼、瓦氏黄颡鱼、鲫、长薄鳅、中华沙鳅、南方鲇、铜鱼、鲢、鲇等9种为宜宾江段抽样渔获物中的主要渔获物种类。并对主要渔获物种类的体长体重的关系和主要渔具渔法的捕捞强度进行了分析,结果显示大部分鱼类为底层杂食性鱼类,喜缓流水环境。与历史文献进行对比,杂食性鱼类和底层鱼类呈现相对上升的趋势,激流性鱼类和产漂流性卵的鱼类呈现下降的趋势,且主要渔获物种类的规格和流刺网的单船产量下降较为明显。结果表明,宜宾江段渔业资源呈现衰退的趋势。2.关键鱼种方面,通过传统胃含物分析法和碳、氮稳定同位素技术相结合,对宜宾江段长薄鳅的摄食强度和食物组成及其随体长、昼夜的变化规律进行了研究。结果显示,传统法认为长薄鳅食性主要以小个体鱼类、甲壳类(虾类和钩虾类)、底栖无脊椎动物和水生昆虫幼虫等4种食物类群为主。传统法认为长薄鳅的摄食强度和食物组成随体长的增加均具有显著的变化,其体长在110mm时出现了明显的食物转换现象,虾类和鱼类取代底栖无脊椎动物和水生昆虫幼虫成为其主要的食物类群；其体长在210mm时也出现了一定的食物转换,虾类成为最主要的食物类群。在碳、氮稳定同位素技术方面,颗粒有机物(POM)、虾类和鱼类为长薄鳅的主要潜在食物类群,且长薄鳅食性随体长变化的结果与传统法得到的结果相似,当长薄鳅体长>110mm时,潜在食物类群的同位素值及对长薄鳅食性的贡献发生了较为显著的改变,POM对长薄鳅食性的贡献率减小,虾类和鱼类的贡献率增大；当长薄鳅体长>210mm时,虾类取代POM对长薄鳅的贡献率达到最大。在春季,长薄鳅具有显著的昼夜变化,摄食强度在09：30和12：30相对最高,其次为18：30,白天摄食强度整体远高于夜间摄食强度。综上结果表明,宜宾江段主要渔获物长薄鳅为偏肉食的杂食性鱼类,其具有较高的食性可塑性,且其食性随着体长和时间的变化均有较为显著的改变,因此长薄鳅对宜宾江段的水文环境和饵料丰度等因素的改变具有一定的适应性。3.重要鱼种方面,通过碳、氮稳定同位素技术研究了长江宜宾江段铜鱼和圆口铜鱼的潜在食物类群及种间食物关系,并采用主成分分析(PCA)对两种鱼类摄食器官的形态特征进行了对比。结果显示,在宜宾江段虾类和POM为铜鱼的主要潜在食物类群,而POM和有机碎屑为圆口铜鱼的主要潜在食物类群,即铜鱼是偏动物性的杂食性鱼类,圆口铜鱼是相对铜鱼偏好植物性的杂食性鱼类。分别对铜鱼和圆口铜鱼的813C值和潜在饵料生物贡献率进行对比,结果显示,两种鱼类潜在的优势食物类群不相同,其食物组成可能存在一定的差异。两种鱼类的饵料平均相似性系数为78.69%,食物重叠系数为55.59%,两种鱼类对食物种间竞争关系不激烈。主成分分析(PCA)结果显示,在体长相似的条件下,铜鱼的上颌伸展度和下颌伸展度要大于圆口铜鱼的上颌伸展度和下颌伸展度,这也是两种鱼类在有限的饵料环境下的一种适应性对策。4.本章研究了颗粒有机物(POM)和水生生物的δ13C和δ15N值随季节的变化规律,以及两者的稳定同位素比率随季节变化的关系。结果表明,在宜宾江段颗粒有机物(POM)受长江自然径流的影响较为显著,其稳定同位素比率有显著的季节变化,在洪水期达到最高,枯水期较低,尤其在枯水期的冬季最低。对颗粒有机物的来源进行研究,结果表明不同季节颗粒有机物(POM)的有机物来源不同,在枯水期主要来源为本地有机物(浮游植物、水生固着藻类、水生植物等)和外来有机物(陆地有机物、土壤有机物和从上游及支流输入的有机物),洪水期颗粒有机物的主要来源为外来有机物。且在除夏季(洪水高峰期)外的所有季节C3植物是POM的主要来源,在夏季(洪水高峰期)C4植物和人类产生的有机物污染物可能是POM的主要来源。而对于鱼类而言,在洪水期间陆生外源性有机物更加丰富且易获得。颗粒有机物(POM)和日本沼虾是宜宾江段主要鱼类的重要食物来源,但冬季POM在鱼类食物组成中的占有比例不会太高。对河流连续体概念(RCC)、洪水脉冲概念(FPC)和河流生产力模型(RPM)等三种食物网有机物来源的理论模型进行分别探讨,结果表明三种模型没有一种能够单独适应宜宾江段的食物网模型。在洪水期应参照RCC和FPC等两种理论模型,在枯水期应参照RCC、FPC和RPM等三种理论模型。POM在向家坝蓄水后2013年春季的813C和615N值均低于向家坝蓄水前2012年春季的δ13C和δ15N值,表明向家坝的蓄水已经影响了陆生外源性物质和水生内源性物质在宜宾江段颗粒有机物(POM)中所占的比例,从而进一步影响了水生生物的食物来源及组成。向家坝蓄水后,在枯水期来自上游冲击下来的有机物对POM的贡献下降,POM组成主要以来自两岸输入的陆生外源性有机物和本地水生的内源性有机物为主。5.在水生生物群落方面,通过碳、氮稳定性同位素技术研究了宜宾江段常见鱼类和虾类等水生生物群落营养结构及其随季节的变化,并探讨了向家坝蓄水对鱼类群落结构的影响。结果表明,宜宾江段常见鱼类和虾类等水生生物大致可以分为4个类群：第1类群为草食性类群,包括鲢；第2类群为偏植物性的杂食性类群,包括日本沼虾、鲫、圆口铜鱼、铜鱼、瓦氏黄颡和蛇鮈：第3类群为偏动物性的杂食性类群,包括长鳍吻鮈、吻鮈、南方鲇、中华沙鳅、宜昌鳅鮀、子陵吻虾虎鱼、犁头鳅和紫薄鳅；第4类群为肉食性类群,包括长薄鳅(大个体)、斑鳜、鳜、大眼鳜。把湖沼股蛤的营养级定位2,鱼类在不同季节的营养级没有整数,均位于2.5-4.75之间,且不同季节食物链的营养级不同。不同季节的食物链中通常存在2-3个营养级,大部分鱼类为次级消费者,营养级位于3-4之间。这结果一方面说明,宜宾江段处于较高营养级的肉食性鱼类的种类和数量在减少；另一方面也说明,食性单一的鱼类在宜宾江段很难生存,换句话说,宜宾江段的常见鱼类以杂食性为主。综上结果表明,宜宾江段的鱼类食物网结构是不稳定的,且河流生态系统处于不健康的状态。由于土著肉食性鱼类和草食性鱼类较为缺乏,因此从维持鱼类群落丰富度的角度分析,对于长江上游的增殖放流应适当放流土著肉食性鱼类和草食性鱼类。对10种鱼类在2012年春季向家坝蓄水前和2013年春季向家坝蓄水后的δ13C值和δ15N值分别进行对比,结果显示,大部分鱼类在向家坝蓄水前枯水期的δ13C值和δ15N值要高于向家坝蓄水后枯水期的δ13C值和δ15N值,结果说明向家坝蓄水的成功,对坝下宜宾江段大部分鱼类的饵料食物产生了影响,不同类群的鱼类影响程度不同,偏植物的杂食性鱼类和肉食性鱼类受到的影响程度较大。同时在向家坝蓄水后的枯水期外来有机物对食物网的贡献相比蓄水前枯水期的贡献有所下降,因此向家坝蓄水后本地有机物对整个坝下宜宾江段食物网的贡献在增加。6.本文对长江上游鱼类的增殖放流提出建议。对于长江上游目前已经开始放流的鱼类长薄鳅,本文认为放流的体长应大于110mm,放流时间建议避开洪水期和冬季,选择春季4-6月或秋季10-11月。在确定放流的具体规格前,应该对放流鱼类的摄食生态进行研究,从而确定人工放流鱼类的具体规格。对于放流的时间,草食性鱼类和偏植物性的杂食性鱼类建议选择洪水期；小规格土著肉食性鱼类和偏动物性的杂食性鱼类建议避开洪水期,而大规格土著肉食性鱼类和偏动物性的杂食性鱼类建议选择洪水期。