張建祿 ，邊坤 ，茍妮娜 ，葉忠臣 ，許濤清 ，王開(kāi)鋒

（1.陜西省動(dòng)物研究所，陜西省秦嶺珍稀瀕危動(dòng)物保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710032；2.漢中市南鄭縣碑壩水利管理站，陜西 漢中 723106）

碑壩河位于陜西省漢中地區(qū)，是嘉陵江一級(jí)支流渠江的發(fā)源地，全長(zhǎng)52.1km，多年平均流量22.2m3/s，海拔高程 1 829m，流域面積 699km2，河道比降18.38‰，河床寬30～50m。碑壩河沿途匯集若干大小支流后，流入平昌縣的雙江區(qū)與巴河匯合后稱渠江，繼續(xù)南流進(jìn)入嘉陵江。目前，碑壩河自上而下規(guī)劃了5級(jí)水電站（圖1），隸屬于陜西水務(wù)集團(tuán)。2016年3月開(kāi)工建設(shè)的在建攔馬山水電站,計(jì)劃2017年底開(kāi)工建設(shè)的老龍嘴電站，以及已建成的茶園電站、中南電站及朱家壩電站，均為小型水電站。以老龍嘴電站為例，設(shè)計(jì)最大壩高27.0m，壩頂長(zhǎng)度85.8m，回水長(zhǎng)度為1.7km，電站裝機(jī)容量3 130kW，年發(fā)電量948萬(wàn)kW·h。

電站建成后，河流水沙情勢(shì)變化，水庫(kù)淹沒(méi)，河流非連續(xù)化，大壩阻隔了魚(yú)類洄游通道，對(duì)水生生物尤其是魚(yú)類的生存與繁衍帶來(lái)一些不利影響，甚至導(dǎo)致某些物種消失[1-3]。碑壩河魚(yú)類資源缺乏歷史資料，通過(guò)當(dāng)?shù)厮块T和群眾的反應(yīng)，碑壩河分布有國(guó)家二級(jí)保護(hù)動(dòng)物大鯢Andrias davidianus和陜西省重點(diǎn)保護(hù)魚(yú)類齊口裂腹魚(yú)Schizothorax prenanti。

本研究旨在調(diào)查明確渠江源頭碑壩河的魚(yú)類資源現(xiàn)狀，分析碑壩河已建成梯級(jí)電站對(duì)魚(yú)類資源的影響，以及在建和擬建的兩座電站對(duì)魚(yú)類資源的影響，以期為恢復(fù)碑壩河的魚(yú)類資源、保護(hù)生物多樣性、修復(fù)水生生態(tài)提供基礎(chǔ)資料。

圖1 碑壩河梯級(jí)電站位置示意圖Fig.1 The location of hydropower stations on Beiba River

1 材料與方法

1.1 研究方法

2016年4月和2017年4月，參照《內(nèi)陸水域漁業(yè)自然資源調(diào)查手冊(cè)》[4]調(diào)查采樣方法，調(diào)查碑壩河的魚(yú)類資源。在正在建設(shè)的攔馬山電站和擬建的老龍嘴電站就近選擇100m河段，用電捕器來(lái)回電捕，盡量將魚(yú)捕盡。在已建成的茶園電站、中南電站及朱家壩電站岸邊淺水區(qū)用電捕器捕魚(yú)，同時(shí)在庫(kù)區(qū)深水區(qū)以單層刺網(wǎng)和地籠網(wǎng)為捕撈工具，隔夜收網(wǎng)后統(tǒng)計(jì)漁獲物。魚(yú)體長(zhǎng)精確到1mm，體質(zhì)量精確到0.1g。漁獲物中保留少量標(biāo)本于10%的福爾馬林溶液中，其余活體就地放生。魚(yú)種鑒定參考相關(guān)資料[5,6]。第一次調(diào)查時(shí)采用HORIBA-U52多功能水質(zhì)分析儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定各采樣點(diǎn)水質(zhì)參數(shù)。

1.2 數(shù)據(jù)分析

魚(yú)類多樣性采用以下公式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析：

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)H'[7]，

Pielou 均勻度指數(shù) J[8]，J=H'/log2S；

Simpson多樣性指數(shù)D[9]，

式中，S為物種總數(shù)，Pi為物種i的個(gè)體數(shù)Ni占群落總個(gè)體數(shù)的比例，N為所有物種個(gè)體總數(shù)。

采用相對(duì)重要性指數(shù)（Index of relative importance，IRI）研究碑壩河魚(yú)類群落的優(yōu)勢(shì)種[10]：

式中，Wi為物種i的重量占總重量（W）的比值；Ni為物種i個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)（N）的比值；Fi物種i出現(xiàn)的站數(shù)占調(diào)查總站數(shù)的百分比。IRI≥0.10為優(yōu)勢(shì)種，0.01≤IRI＜0.10 為一般種，IRI＜0.01 為稀有種。

2 結(jié)果與分析

2.1 各采樣點(diǎn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果

五個(gè)采樣點(diǎn)自然環(huán)境相似，均為峽谷型河流，兩岸植被良好，河流底質(zhì)略有差異。水體水質(zhì)與魚(yú)類的分布密切相關(guān)，碑壩河水質(zhì)一定程度上反映了秦巴山區(qū)水體的水質(zhì)。由表1可知，碑壩河流域水體pH介于7.24～7.42之間，呈弱堿性；溶解氧含量高，濁度和總?cè)芙夤腆w值均較低，顯示碑壩河水體清澈無(wú)污染。氧化還原電位（Oxidation reduction potential，ORP）反映水體的自凈能力或“水質(zhì)活力”，代表水體處理有機(jī)物的能力[11]。碑壩河水體溶氧量和ORP均較高，有較強(qiáng)的氧化活力。

2.2 漁獲物組成及瀕危魚(yú)種類

調(diào)查未采集到大鯢，共捕獲魚(yú)類439尾，隸屬2目4科12屬12種，以小型鯉科魚(yú)類為主。其中，鯉形目2科10屬10種，占總種數(shù)83.33%；鲇形目2科2屬2種，占總種數(shù)16.67%。棒花Gobio rivuloides尾數(shù)占比最高，占23.69%；唇魚(yú)骨Hemibarbus labeo和白甲魚(yú)Onychostoma sima尾數(shù)占比最小，均為0.46%；而陜西省重點(diǎn)保護(hù)魚(yú)類齊口裂腹魚(yú)尾數(shù)比僅為0.91%?？梢?jiàn)，小型魚(yú)類在碑壩河魚(yú)類種類和數(shù)量上均占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。IRI結(jié)果表明，碑壩河魚(yú)類有優(yōu)勢(shì)種4種，分別為棒花 、短須頜須Gnathopogon imberbis、寬鰭Zacco platypus和馬口魚(yú) Opsariichthys bidens，陜西省重點(diǎn)保護(hù)的珍稀瀕危魚(yú)類有白甲魚(yú)和齊口裂腹魚(yú)2種，均為稀有種魚(yú)類?？梢?jiàn)，這兩種瀕危魚(yú)種資源量依然十分有限，需繼續(xù)加強(qiáng)保護(hù)，其余6種魚(yú)類為一般種。

表1 各采樣點(diǎn)自然概況和水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果Tab.1 Environmental conditions and water quality in the sample sites in Beiba River

圖2 碑壩河漁獲物相對(duì)數(shù)量/質(zhì)量分布Fig.2 The relative number and quantity distribution of the fishes in basin of Beiba River

2.3 碑壩河魚(yú)類區(qū)系分析

魚(yú)類區(qū)系是魚(yú)類同環(huán)境（包括魚(yú)類本身護(hù)衛(wèi)環(huán)境條件的因素）之間相互綜合的反映，是在歷史發(fā)展過(guò)程中自然演替和魚(yú)類發(fā)展進(jìn)化、興衰變化的結(jié)果[5,6,12]。用魚(yú)類區(qū)系復(fù)合體的方法分析魚(yú)類的組成特點(diǎn)，不僅反映魚(yú)類的共同起源，而且反映了魚(yú)類與環(huán)境的關(guān)系[6,13]。我國(guó)淡水魚(yú)類可分為八個(gè)魚(yú)類區(qū)系復(fù)合體[14]。陜西省南北跨度大，氣候類別復(fù)雜，形成了類群各異的魚(yú)類組成，其淡水魚(yú)類由7個(gè)區(qū)系復(fù)合體組成，僅北極淡水區(qū)系復(fù)合體魚(yú)類在陜西無(wú)分布[6]。

本次調(diào)查中，在碑壩河共發(fā)現(xiàn)12種魚(yú)類，隸屬于5個(gè)魚(yú)類區(qū)系復(fù)合體，分別為：①中國(guó)江河平原區(qū)系復(fù)合體6種（馬口魚(yú)、短須頜須、棒花、寬鰭、唇魚(yú)骨、花斑副沙鰍），占總數(shù)的50%；②南方平原區(qū)系復(fù)合體1種（白甲魚(yú)），占總數(shù)的8.3%；③中亞高山區(qū)系復(fù)合體2種（齊口裂腹魚(yú)、紅尾副鰍），占總數(shù)的16.7%；④南方山麓區(qū)系復(fù)合體2種（司氏，中華紋胸），占總數(shù)的16.7%；⑤北方山麓區(qū)系復(fù)合體1種（拉氏），占總數(shù)的8.3%。碑壩河魚(yú)類區(qū)系復(fù)合體占我國(guó)的62.5%，占陜西省的71.4%，可見(jiàn)其魚(yú)類區(qū)系組成復(fù)雜。在陜西分布的上第三紀(jì)早期區(qū)系復(fù)合體（如鯉Cyprinus carpio、鯽Carassius auratus等）和北方平原區(qū)系復(fù)合體（如瓦氏雅羅魚(yú)Leuciscus waleckii、中華花鰍Cobitis sinensis等）在碑壩河無(wú)分布。

2.4 碑壩河魚(yú)類多樣性特征

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，5個(gè)電站附近魚(yú)類種類數(shù)分別為：攔馬山電站3種、茶園電站6種、中南電站8種、老龍嘴電站12種、朱家壩電站9種。顯然，隨著海拔的降低，碑壩河魚(yú)類種類數(shù)逐漸增加。這符合脊椎動(dòng)物分布的一般規(guī)律[9]，也與一些研究相一致[15,16]。但在未開(kāi)工建設(shè)的老龍嘴電站處魚(yú)類物種數(shù)和多樣性均高于下游的朱家壩電站，這可能預(yù)示著朱家壩電站的建設(shè)對(duì)該河段魚(yú)類分布已造成了一定影響。由圖3可知，隨著海拔降低，碑壩河魚(yú)類物種多樣性指數(shù)有升高趨勢(shì)，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H'）介于0.98～3.15之間，Pielou均勻度指數(shù)（J）在0.3～1.14之間，Simpson多樣性指數(shù)（D） 介于0.42～0.85之間。

圖3 碑壩河魚(yú)類物種多樣性指數(shù)Fig.3 Diversity index of fish species in Beiba River

3 討論

3.1 碑壩河魚(yú)類資源現(xiàn)狀及變化原因

據(jù)當(dāng)?shù)厮a(chǎn)部門和村民反映，洋魚(yú)（當(dāng)?shù)貙?duì)齊口裂腹魚(yú)的俗稱）在碑壩河屬于常見(jiàn)魚(yú)類，但近年來(lái)已較難見(jiàn)到。目前我國(guó)魚(yú)類資源普遍呈下降的趨勢(shì)[19-23]。關(guān)于碑壩河魚(yú)類種類及其資源狀況，目前并沒(méi)有歷史資料可供參考，很難判斷碑壩河魚(yú)類資源變動(dòng)情況。本研究發(fā)現(xiàn)，碑壩河魚(yú)類區(qū)系組成復(fù)雜，優(yōu)勢(shì)種魚(yú)類4種，均為小型魚(yú)類。僅有的2種中大型魚(yú)類齊口裂腹魚(yú)和白甲魚(yú)均為稀有種類。大個(gè)體魚(yú)類是偷捕的主要對(duì)象，數(shù)量減少預(yù)示著亂捕濫撈問(wèn)題突出。碑壩河梯級(jí)電站的建設(shè)可能也是造成這一變化的原因。

3.2 電站對(duì)碑壩河魚(yú)類影響的分析

大壩改變自然水流的水、泥沙和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流動(dòng)，破壞了河流的連通性，使河流生境破碎化、湖庫(kù)化，水文環(huán)境劇烈變化。河流生境變成靜水（湖泊）生境后，原先喜歡在激流或溪流環(huán)境中生活的魚(yú)類被迫遷移或消亡，而適宜湖泊生存的物種（可能為外來(lái)入侵種）取而代之，也可能造成該河流魚(yú)類資源的巨大變化。水電站建設(shè)造成魚(yú)類資源下降的現(xiàn)象在我國(guó)較為常見(jiàn)，如長(zhǎng)江、黃河、淮河等流域[3,24,25]，尤其對(duì)于長(zhǎng)距離洄游習(xí)性魚(yú)類、急流型魚(yú)類和產(chǎn)漂浮性卵的魚(yú)類，大壩阻隔的影響更是毀滅性的。例如大渡河水電站運(yùn)行后，原有的一些急流型常見(jiàn)種魚(yú)類已近乎絕跡，如長(zhǎng)絲裂腹魚(yú)Schizothorax dolichonema、唇口裂腹魚(yú) Schizothorax davidi、中華魚(yú)兆Pareuchiloglanis sinensis、川陜哲羅鮭Hucho bleekeri等[24]。葛洲壩大壩阻斷了中華鱘Acipenser sinensis的產(chǎn)卵洄游路線，其種群數(shù)量逐漸下降[26]。從大格局來(lái)看，陜西魚(yú)類除鰻鱺外均屬于淡水定居型魚(yú)類，無(wú)長(zhǎng)距離洄游魚(yú)類[6]。然而，齊口裂腹魚(yú)在繁殖和越冬期間有短距離洄游的習(xí)性，繁殖季節(jié)上溯到棲息地以上江段，將卵產(chǎn)于急流、淺灘的砂、礫石上[27]，冬季會(huì)向下游深水區(qū)聚集越冬，而電站大壩阻隔了其洄游路線。因此，梯級(jí)電站對(duì)碑壩河齊口裂腹魚(yú)的影響最明顯。本調(diào)查采集到的齊口裂腹魚(yú)均分布于擬建老龍嘴電站河段，而在已建成3個(gè)電站采樣點(diǎn)未采集到。據(jù)此推測(cè)電站建設(shè)正是導(dǎo)致碑壩河齊口裂腹魚(yú)為稀有種的主要原因之一，即使人工放流在短期內(nèi)也未能恢復(fù)其資源量。據(jù)預(yù)測(cè)，待老龍嘴電站建成后，碑壩河齊口裂腹魚(yú)資源將進(jìn)一步下降。

漂流性卵的比重略大于水，庫(kù)區(qū)形成后流速下降，無(wú)法滿足漂流性卵漂流孵化條件，魚(yú)卵下沉難以孵出[25]。碑壩河產(chǎn)漂浮性卵的魚(yú)類僅花斑副沙鰍1種，目前屬于一般種，預(yù)測(cè)待攔馬山電站和老龍嘴電站建成后花斑副沙鰍資源量將下降。產(chǎn)黏性卵魚(yú)類產(chǎn)卵場(chǎng)分布在河灣和淺水區(qū)多水草河段。電站大壩建成后水位升高，形成寬闊水面，淹沒(méi)原有產(chǎn)卵場(chǎng)。但庫(kù)區(qū)面積大幅增加后將在沿岸水流緩慢，水草豐盛的區(qū)域形成大量新的產(chǎn)卵場(chǎng)，適宜在淺水區(qū)生活且產(chǎn)粘性卵魚(yú)類的繁殖[5,25]，如馬口魚(yú)、寬鰭、唇魚(yú)骨、棒花、拉氏、中華紋胸、司氏。梯級(jí)電站對(duì)的建設(shè)對(duì)碑壩河這一類魚(yú)類資源的影響較小。

3.3 建議

為恢復(fù)碑壩河齊口裂腹魚(yú)資源量，近兩年來(lái)已累計(jì)投放于漢中市南鄭縣“齊口裂腹魚(yú)養(yǎng)殖合作社”繁殖、培育的齊口裂腹魚(yú)種約1萬(wàn)尾。然而本研究發(fā)現(xiàn)，碑壩河內(nèi)齊口裂腹魚(yú)依然屬于稀有種，資源量并未恢復(fù)，這需要通過(guò)增殖放流、加強(qiáng)保護(hù)等綜合措施進(jìn)一步恢復(fù)其資源量。為了盡可能保持和恢復(fù)碑壩河流域魚(yú)類物種多樣性，提出以下建議：（1）建設(shè)人工過(guò)壩，增加魚(yú)類交流，減緩大壩建設(shè)阻隔上下游魚(yú)類種群之間的種質(zhì)交流；（2）加強(qiáng)電站施工期間環(huán)境管理工作，落實(shí)施工期環(huán)境監(jiān)理和水生生物監(jiān)測(cè)工作；（3）明確保護(hù)對(duì)象，開(kāi)展人工增殖放流工作，重點(diǎn)保護(hù)和恢復(fù)齊口裂腹魚(yú)和白甲魚(yú)的資源量；（4）實(shí)行獎(jiǎng)懲制度，建立監(jiān)察和監(jiān)督制度，對(duì)直接從事水產(chǎn)資源保護(hù)的干部和群眾給予精神和物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)破壞魚(yú)類資源的單位和個(gè)人，按有關(guān)規(guī)定，給予批評(píng)教育和懲罰。

［1］ 王曉臣,楊興中,邢娟娟,等.漢江喜河庫(kù)區(qū)形成對(duì)魚(yú)類群落結(jié)構(gòu)的影響［J］.生態(tài)學(xué)雜志,2013,32（4）:932-937.

［2］ 劉曉蘭.湯旺河干流伊春紅山水電站建設(shè)對(duì)魚(yú)類資源的影響［J］.環(huán)境科學(xué)與管理,2011,36（7）:160-162.

［3］ 牛天祥,黃玉勝,王欣.黃河上游龍羊峽-青銅峽水電站建設(shè)對(duì)魚(yú)類資源的影響預(yù)測(cè)及保護(hù)對(duì)策［J］.陜西師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2007,35（S1）:56-61.

［4］ 張覺(jué)民,何志輝.內(nèi)陸水域漁業(yè)自然資源調(diào)查手冊(cè)［M］.北京:農(nóng)業(yè)出版社,1991:23-26.

［5］ 陜西省動(dòng)物研究所.秦嶺魚(yú)類志［M］.北京:科學(xué)出版社,1987:1-247.

［6］ 陜西省水產(chǎn)研究所,陜西師范大學(xué).陜西魚(yú)類志［M］.西安:陜西科學(xué)技術(shù)出版社,1992:13-120.

［7］ Shannon CE and Weaver WW.The mathematical theoryof communication［M］.Urbana:UniversityofIllinoisPress,1963.

［8］ Pielou E C.Ecology Diversity［M］.NewYork:John Wiley,1975.

［9］ 孫儒泳.動(dòng)物生態(tài)學(xué)原理［M］.北京:北京師范大學(xué)出版社,2001:394-402,408-410.

［10］ Selleslagh J,Amara R,Laffargue P,et al.Fish composition and assemblage structure in three Eastern English Channel macrotidal estuaries:A comparison with other French estuaries［J］.Estuarine,Coastal and ShelfScience,2009,81（2）:149-159.

［11］ 趙夕旦,張和森,宋宇然.氧化還原電位的測(cè)定及在水族中的應(yīng)用［J］.北京水產(chǎn),2000,44（6）:44-45.

［12］ 方樹(shù)淼,許濤清,宋世良,等.陜西省魚(yú)類區(qū)系研究［J］.蘭州大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,1984,20（1）:97-115.

［13］ 曾燏,周小云.嘉陵江流域魚(yú)類區(qū)系分析［J］.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2012,31（4）:506-511.

［14］ 史為良.魚(yú)類動(dòng)物區(qū)系復(fù)合體學(xué)說(shuō)及其評(píng)價(jià)［J］.水產(chǎn)科學(xué),1985,4（2）:42-45.

［15］ 王開(kāi)鋒,靳鐵治,孫長(zhǎng)銘,等.陜西庫(kù)峪岷縣高原鰍水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)的魚(yú)類及其多樣性［J］.淡水漁業(yè),2011,41（4）:16-20.

［16］ 靳鐵治,邊坤,候大富,等.陜西米倉(cāng)山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)魚(yú)類多樣性初步調(diào)查［J］.淡水漁業(yè),2015,45（1）:46-51.

［17］ Hart D D and Poff N L.A special section on dam removal and river restoration［J］.American Institute of Biological Sciences,2002,52（8）:653-655.

［18］ Morita Kand YamamotoS.Effects ofhabitat fragmentation by damming on the persistence of stream-dwelling charr populations［J］.Conservation Biology,2002,16（5）:1318-1323.

［19］ 張馳,李寶海,周建設(shè),等.西藏漁業(yè)資源保護(hù)現(xiàn)狀、問(wèn)題及對(duì)策［J］.水產(chǎn)學(xué)雜志,2014,27（2）:68-72.

［20］ 朱國(guó)清,趙瑞亮,胡振平,等.山西省主要河流魚(yú)類分布及物種多樣性分析［J］.水產(chǎn)學(xué)雜志,2014,27（2）:38-45.

［21］ 申志新,呂連印,張惠琴,等.瑪可河珍稀魚(yú)類資源現(xiàn)狀與保護(hù)對(duì)策［J］.水產(chǎn)學(xué)雜志,2013,26（3）:47-50,55.

［22］ 曹亮,張鶚,臧春鑫,等.通過(guò)紅色名錄評(píng)估研究中國(guó)內(nèi)陸魚(yú)類受威脅現(xiàn)狀及其成因［J］.生物多樣性,2016,24（5）:598-610.

［23］ 張建祿,邊坤,靳鐵治,等.秦嶺黑河流域魚(yú)類資源現(xiàn)狀調(diào)查［J］.淡水漁業(yè),2016,46（1）:103-108.

［24］ 楊育林,文勇立,李昌平,等.大渡河流域電站建設(shè)對(duì)保護(hù)魚(yú)類的影響及對(duì)策措施研究［J］.四川環(huán)境,2010,29（6）:65-70.

［25］ 段辛斌,陳大慶,李志華,等.三峽水庫(kù)蓄水后長(zhǎng)江中游產(chǎn)漂流性卵魚(yú)類產(chǎn)卵場(chǎng)現(xiàn)狀［J］.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué),2008,15（4）:523-531.

［26］ 高欣.長(zhǎng)江珍稀及特有魚(yú)類保護(hù)生物學(xué)研究［D］.武漢:中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所,2007.

［27］ 周波,龍治海,何斌.齊口裂腹魚(yú)繁殖生物學(xué)研究［J］.西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2013,26（2）:811-813.