張 燕

(遼寧省朝陽水文局，遼寧 朝陽 122000)

魚類功能群屬于淡水資源中生態(tài)系統(tǒng)鏈的重要組成部分[1]。對河流生態(tài)環(huán)境具有很強的敏感性，對河流水生態(tài)環(huán)境具有重要的指示作用，是河流健康評價和保護的重要指標[2]。當前，國內對于河流生態(tài)環(huán)境保護和治理研究大都集中在對植被覆蓋和水質環(huán)境治理[3- 7]，對魚類功能區(qū)的水環(huán)境影響因子分析研究還較少。城市水體作為生態(tài)景觀河流，魚類功能區(qū)受水環(huán)境影響程度更大。為加大對城市河流水體的生態(tài)環(huán)境治理和保護，需要對城市水體魚類功能區(qū)與水環(huán)境的影響因素進行分析，從而制定相應的保護和治理政策，本文以沈陽市為例，結合區(qū)域5個水環(huán)境監(jiān)測點魚類分布種類、密度調查數(shù)據(jù)，應用魚類功能群劃分方法，對魚類功能群季節(jié)分布特點進行分析，并結合主成分分析法探討不同季節(jié)魚類功能群密度與水環(huán)境影響要素之間的相關性。

1 材料與方法

1.1 樣品數(shù)據(jù)采集

對沈陽市主要河流5個水環(huán)境監(jiān)測點的魚類樣品進行采集，每個魚類樣品采集點位置設置100m的調查范圍間距。采用涉水方式進行魚類掛網(wǎng)采集，如圖1所示，每個魚類采樣的時間控制在1h之內，在魚類樣品采集完成后，立即對其魚類樣品的種類進行標定和記錄，主要記錄魚類的種類，生物量以及健康環(huán)境狀況。在采集完成后對魚類樣品進行放生，而對于采集現(xiàn)場不能現(xiàn)場確定的魚類樣品，則采用5%的甲醛溶液進行現(xiàn)場標本制定后帶回實驗室進行進一步的確定和試驗分析。

圖1 現(xiàn)場魚類掛網(wǎng)采集

1.2 水環(huán)境數(shù)據(jù)的采集和分析

利用水環(huán)境多參數(shù)現(xiàn)場測定儀對各水環(huán)境監(jiān)測點的水環(huán)境指標進行試驗分析，主要測定的指標為總氮、總磷、BOD5、COD以及懸浮物質，采用電波流速儀對監(jiān)測斷面河流的流速進行現(xiàn)場測定。

1.3 魚類功能群劃分的主要方法

根據(jù)魚類調查的特征結構，依據(jù)相關功能群劃分的研究成果和區(qū)域實際概況，將沈陽市主要的魚類功能群劃分成4類，第一類結合其食性特征劃分為雜食性、植食性、昆蟲食性功能群，第二類結合水環(huán)境承受程度分為耐污、中等耐污以及敏感性功能群，第三類結合其魚類產(chǎn)卵的特性分為黏性卵、浮性卵、筑巢產(chǎn)卵以及特殊產(chǎn)卵功能群，第四類按照魚類棲息環(huán)境分布分為中上層、中下層以及底層功能群。

1.4 數(shù)據(jù)分析方法

結合香濃維納指數(shù)[8]和均勻度指數(shù)[9]對魚類功能區(qū)的時空分布特征進行分析。魚類功能群的季節(jié)性變化主要結合SPASS數(shù)據(jù)分析方法對沈陽市主要環(huán)境監(jiān)測點魚類群落、魚類種類以及密度進行相關性分析。應用主成分分析方法[10]對其水環(huán)境主要影響指標進行篩選，結合對應分析方法分析各水環(huán)境指標與魚類功能群落特征的相關性，確定相關度較高的水環(huán)境影響指標。

2 結果與分析

2.1 沈陽市主要魚類群落分布特征

結合沈陽市主要城市河流5個水環(huán)境監(jiān)測魚類采樣試驗分析數(shù)據(jù)，對沈陽市主要魚類群落組成分布情況進行了分析，結果見表1。

表1 沈陽市主要魚類群落組成分布情況

沈陽市主要河流為渾河水系，從表1中可看出，不同季節(jié)各魚類群落組成不同，鯉形目在春、夏、秋三個季節(jié)物種數(shù)及其密度均最大，是沈陽市主要的魚類種類，春季主要為魚類產(chǎn)卵期，這期間，鯉形目魚類物種數(shù)達到25種，密度達到87.5%，夏季鰻形目魚類物種數(shù)較少，其物種數(shù)為1，主要為東北七鰓鰻，其密度也較低，為0.36%，屬于較為稀少的魚類種群。秋季，鯉形目魚類物種依然較多，其密度達到79.5%，而鯰形目魚類密度最小，達到0.31%，為各種魚類種群最少的類別。

2.2 不同季節(jié)魚類群落結構特征

結合香濃維納指數(shù)和均勻度指數(shù)對區(qū)域不同季節(jié)魚類群落結構分布特征進行分析，結果見表2。

表2 不同季節(jié)魚類群落結構分布特征

從表2中可看出，夏季魚類生物量最大，平均值在345.63g/L，秋季魚類生物量最少，平均值為165.37g/L，從香濃維納指數(shù)分析結果可看出，春季的香濃維納指數(shù)最高，平均值在1.64之間，而秋季的香濃維納指數(shù)最低，平均值在1.25之間，各季節(jié)魚類群落均勻度指數(shù)也呈現(xiàn)較為明顯的季節(jié)性差異變化。三個季節(jié)區(qū)域魚類群落的香濃維納指數(shù)、生物量都呈未出現(xiàn)較為明顯的差異性變化。

2.3 不同季節(jié)魚類功能群結構特征

結合試驗調查數(shù)據(jù)，對區(qū)域不同季節(jié)的魚類功能區(qū)結果分布特征進行分析，統(tǒng)計不同季節(jié)各魚類功能群的魚類密度占比，結果見表3。

表3 不同季節(jié)沈陽市各魚類功能群結構分布特征

從表3魚類的營養(yǎng)功能群結構來看，雜食性魚類在夏季占比最高，為45.21%，植食性魚類在秋季占比最高，為43.25%，而昆蟲食性魚類在春季占比最高，為29.75%。從魚類環(huán)境耐受性功能群結構來看，夏季中等耐污魚類占比最高，為52.38%，秋季耐污魚類占比最高，為32.9%，而春季敏感性魚類占比最高，為52.13%。從產(chǎn)卵類型功能群結構來看，各類型魚類均在春季占比最高，這主要因為區(qū)域魚類主要的產(chǎn)卵期在春季。從水層分布功能群結構來看，秋季中上層魚類占比最高，為23.54%，而中下層魚類在夏季占比最高，達到43.52%，而底層魚類在秋季占比最高，達到57.81%。

表4 區(qū)域不同季節(jié)各水環(huán)境因子比較分析結果

注：DO為懸浮物；TD為電解質

2.4 不同季節(jié)水環(huán)境因子比較分析

結合區(qū)域水環(huán)境監(jiān)測點的水環(huán)境測定指標，對不同季節(jié)水環(huán)境因子進行了質量濃度的分析，結果見表4。

從表4中可看出，夏季各水環(huán)境指標除懸浮物DO外均高于其他季節(jié)，基本處于III類～IV水標準之間，這主要是因為夏季，進入水體的污染物有所增多，使得各污染指標呈現(xiàn)一定程度的上升變化，在春季，懸浮物的濃度有所增加，這是因為在春季區(qū)域風沙較大，進入水體的懸浮物有所增多，在秋季，由于進入河流的水量減少，加之污染排放也有所減少，因此在夏季，各污染指標均低于其他季節(jié)。

2.5 不同季節(jié)魚類功能群與水環(huán)境因子相關性分析

結合不同魚類功能群占比，通過主成分分析方法對水環(huán)境因子進行篩選，并應用對應分析方法各季節(jié)魚類功能群與水環(huán)境因子的相關性，分析結果見表5—7。

從主成分分析結果可看出，各季節(jié)水環(huán)境分析的主成分篩選結果較為一致，各魚類功能群主要水環(huán)境因子均為TN、TP、DO、COD、NH3-N、TD，其F檢驗值均大于1.0，P檢驗值均大于0，表明這6項水環(huán)境因子對區(qū)域各魚類功能群主要影響因素，影響各季節(jié)魚類功能群密度的主要水環(huán)境指標排序分別為電解質、懸浮物、化學需氧量、總磷、總氮以及氨氮。從春季各營養(yǎng)功能群與水環(huán)境的對應相關系數(shù)可看出，春季是魚類主要的產(chǎn)卵時間，因此產(chǎn)卵類型功能群和各水環(huán)境因子的相關系數(shù)均在0.7以上，而水層分布魚類功能群相對應的水環(huán)境因子的相關系數(shù)均低于其他魚類功能群。從春季魚類環(huán)境耐受性與水環(huán)境因子的相關性分析結果可看出，魚類對氨氮和總磷的耐受性要高于其他水環(huán)境因子。在夏季魚類環(huán)境耐受性功能群與相對應的水環(huán)境相關系數(shù)最高，且兩軸相關荷載也較高，表明其對于因子的變異度增強，受水環(huán)境影響程度敏感性有所減弱。進入秋季后，各魚類功能群的兩軸相關荷載變幅較大，表明在秋季各魚類功能群受水環(huán)境影響的程度也在逐步加大。從其對應相關系數(shù)可看出，魚類營養(yǎng)結構功能群與水環(huán)境因子的對應相關系數(shù)高于其他功能群，這主要是因為在秋季，魚類營養(yǎng)功能群的占比較高，因此其受水環(huán)境因子的影響程度也在加大。

表5 春季各魚類功能群與水環(huán)境因子的相關性分析結果

表6 夏季各魚類功能群與水環(huán)境因子的相關性分析結果

3 結論

春季產(chǎn)卵類型功能群受水環(huán)境影響程度較高，為提高春季魚類密度占比，需要重點控制河流中排放的電解質以及懸浮物的污染因子，而在夏季，魚類環(huán)境耐受性功能增強，受水環(huán)境影響的敏感度有所減弱。在秋季，魚類營養(yǎng)結構功能群受水環(huán)境影響程度增加，因重點控制水環(huán)境對各魚類營養(yǎng)結構的影響。

春季魚類物種和密度均高于其他季節(jié)，春季是魚類產(chǎn)卵最佳時間。本文只分析了產(chǎn)卵類型和水環(huán)境因子之間的相關性，未能結合魚類產(chǎn)卵時間對應分析其受水環(huán)境的影響，在以后研究中應重點結合不同魚類產(chǎn)卵時間分析其對應的水環(huán)境保護措施。

表7 秋季各魚類功能群與水環(huán)境因子的相關性分析結果