基于鱼类生物完整性指数的黄河口近岸渔业水域健康评价

黄河口水域为典型的河口生态系统，构建黄河口近岸渔业水域鱼类生物完整性指数（F-IBI）评价指标体系，分析鱼类生物完整性，为河口典型渔业水域的生态修复和渔业资源可持续管理提供科学参考。基于2020年在黄河口近岸水域利用底拖网进行的鱼类资源调查，分别以1982—1983年和2013—2014年的调查数据为参照点，从种类组成与丰度、繁殖共位群和营养结构等方面筛选了14个评价指标，构建了黄河口近岸水域鱼类生物完整性指数（F-IBI）评价指标体系，采用1、3、5赋值法计算鱼类生物完整性指数，用以评价黄河口近岸渔业水域的健康状况。结果显示，与20世纪80年代初相比，黄河口近岸水域鱼类生物完整性水平“差”；与2013—2014年相比，黄河口近岸水域鱼类生物完整性水平为“好”。这表明，较20世纪80年代初，近40年来黄河口近岸水域生态健康状况下降严重，处于较差的水平；但与2013—2014年相比较，2020年黄河口近岸水域生态健康状况变化不明显。过度捕捞、环境污染、黄河入海径流量锐减等因素致使黄河口水域鱼类栖息环境恶化，资源结构破坏，生物完整性降低，生态健康状况下降。     

应用鱼类生物完整性指数评价秦岭黑河流域健康状况

分析不同时期秦岭黑河流域鱼类生物完整性的特点及变化情况,为该流域水生生态系统健康评价和西安市重要水源地的保护提供参考。以鱼类为研究对象,通过现场调查和历史资料收集,应用鱼类生物完整性指数(F-IBI)对流域生态系统健康状况进行评价。秦岭黑河流域鱼类记录1980年代34种、 1990年代18种,2018年调查到鱼类17种。根据研究区域的鱼类生态特点,筛选鱼类总种类数、鳅科鱼类占总种类数百分比、鲤科鱼类占总种类数百分比、高耐污鱼类占总种类数百分比、低耐污鱼类占总种类数百分比、浮游生物食性鱼类占总种类数百分比、肉食性鱼类占总种类数百分比、杂食性鱼类占总种类数百分比等8个指标用于建立评价体系。1980年代秦岭黑河流域F-IBI得分为57,生物完整性"极好";1990年代F-IBI得分为18,生物完整性"极差";2018年F-IBI得分为30,生物完整性"差"。秦岭黑河流域鱼类资源减少,种类组成趋向单一化,鱼类生物完整性呈下降趋势,流域生态系统健康状况下降,相关部门应对厚畛子镇、陈河镇等关键源区加强管理。     

应用鱼类生物完整性指数评价北运河河流健康

评估北运河水系生态状况，为判别北运河水系水生态恢复成效提供参考。2020 年5月、8月调查了北运河13个采样点的鱼类及生境状况，采集到鱼类20种，分属3目9科18属。采用F-IBI评价北运河健康状况。选择人类活动干扰较轻的点作为参照点，从物种种类组成与丰富度、营养结构、耐受性和敏感性、繁殖共位群以及鱼类数量等5个方面构建F-IBI候选指标体系，然后依据分布范围检验、敏感性分析和相关性检验，筛选出F-IBI 核心指标体系，包括鱼类物种数、Shannon-Wiener 多样性指数、鲤科物种数百分比、漂流性卵鱼类个体数百分比、沉性卵鱼类个体数百分比、黏性卵鱼类个体数百分比、外来物种数量所占比例。采用比值法计算各采样点F-IBI值，并将其划分为“优”“良”“中”“一般”和“差”5个健康评价等级，评价各采样点健康状况。评价结果表明：北运河健康状况整体为中等偏上，其中7.69%的采样点健康状况为“优”，23.08% 的采样点健康状况为“良”，53.85%的采样点健康状况为“中”，15.38%的采样点健康状况为“一般”。北运河水生态治理取得一定成效。     

黄河口及其邻近水域鱼类生物完整性评价

根据2013—2014年在黄河口及其邻近海域进行的鱼类资源底拖网调查数据,并结合20世纪80年代和90年代的历史资料,依照黄河口水域鱼类区域组成特征,从鱼类种类组成、繁殖共位体、鱼类耐受性和营养结构等方面提出了12个评价指标,初步构建了黄河口水域鱼类生物完整性指数评价指标体系,并制定了评价标准,根据不同年代数据之间的差距分3个层次赋值打分,研究了黄河口水域鱼类生物完整性及其年代际变化。结果表明,20世纪80年代初期黄河口水域鱼类生物完整性表现为"极好"水平;90年代处于"差"水平;2013年处于"极差"的水平。与20世纪80年代初期相比,黄河口及其邻近水域的鱼类生物完整性呈下降趋势,人为因素对生态环境干扰较大,过度捕捞等造成黄河口水域鱼类种类减少甚至消失,黄河口水域生态健康状况下降。     

太湖鱼类生物完整性指数构建与健康评价

2018年冬季(12月)在太湖设置24个采样点,用网目12cm、7cm和3cm的浮、半沉和沉刺网和网目1.6cm的地笼相结合采集鱼类样本,参考历年渔业监测结果,选取4个参照点,筛选5大类27个候选参数,构建太湖鱼类生物完整性指数体系(Fish Index of Biotic Integrity,F-IBI),评价太湖水质状况。在太湖共采集鱼类1765尾,1门1纲6目8科28属37种,总重94017.7g。2018年冬季太湖鱼类的优势种类为刀鲚Coilia ectenes taihuensis,优势度为43.23%,重量优势种类为鲤Cyprinus carpio,优势度为37.57%。该体系包括鱼类总物种数、Shannon-Wiener多样性指数、肉食性鱼类个体百分比、鱼类总个体数、产粘性卵鱼类物种数百分比、借助贝类产卵鱼类物种数百分比、中等耐污鱼类个体百分比,共7个参数。等级和评分为:"优",F-IBI≥4.36;"良",4.36F-IBI≥3.27;"中",3.27F-IBI≥2.18;"一般",2.18F-IBI≥1.09;"差",F-IBI1.09。结果显示:西部湖区和湖心区为"一般";南部湖区和梅梁湾为"中";竺山湾为"中"～"优";东部湖区和贡湖湾为"良"～"优"。F-IBI结果与水生态健康指数(M-IBI)、物理生境指数(PHI)的相关性好,而与水质参数的相关性不高,这表示鱼类为湖泊顶级生物类群,活动能力强,其状况反映出水体物理、化学、生物等多种环境要素的综合结果,建议M-IBI将F-IBI纳入,以丰富水生态健康体系。     

基于鱼类生物完整性指数评价红水河梯级水库的生态系统健康状况

应用鱼类生物完整性指数(F-IBI)评价红水河梯级水库的生态系统健康状况。在各水库设置样本采样点,测定鱼类主要表型特征及水质主要理化因子,筛选并构建F-IBI评价体系。使用1、3、5赋值法计算各水库的IBI分值以评价各水库的生态健康状况。研究表明,红水河七座水库中,天生桥水库生态系统的状况表现为"较差",岩滩水库为"健康"状态,其余各水库健康状况为"良好"。总体上,红水河水系生态系统健康状况为"较好"。     

基于鱼类生物完整性指数的水源地评价

通过历史资料和现场调查(2009年9月和2010年8月),对大中型水库水源地鱼类生物完整性(F-IBI)评价指标体系进行研究。根据研究区域的鱼类区系和水库生态系统特点,经过备选参数的筛选,构建了12个参数的F-IBI指标体系,并利用该评价体系对5座水库(编号A～E)的水生态健康程度进行了评价。结果表明,B、C和E3个水库F-IBI得分为42、48和46,生物完整性评估等级均为"好";D水库F-IBI得分为32,评价为"一般";A水库F-IBI得分26,评价为"差"。评价结果与5座水库的I、II类水质达标率的分级结果大致相同,表明该F-IBI评价体系应用于浙江省水源地评价具有较好的可靠性。     

1959–2011年莱州湾渔业资源群落食物网结构的变化

通过对1959–2011年莱州湾渔业资源摄食习性、营养级的分析,构建了莱州湾生态系统简化食物网。结果表明,莱州湾渔业资源群落食物网经历了"以鱼食性种类为主的食物网—以浮游动物食性种类为主的食物网—以浮游动物食性种类和底栖动物食性种类为主,但浮游动物食性种类占比大于底栖动物食性种类的食物网—以浮游动物食性种类和底栖动物食性种类为主,但底栖动物食性种类占比大于浮游动物食性种类的食物网—以底栖生物食性种类为主的食物网"5个阶段的演变过程。中低营养阶层生物替代高营养阶层生物成为莱州湾生态系统食物网的顶级捕食者,食物链越来越短,食物网通过碎屑食物链传递的能量成为食物网能流的主体。在1959–2011年,莱州湾渔业资源群落平均营养级从4.4下降到3.4,平均以每10年0.19的速度下降,高于整个渤海生态系统的下降速度;种类组成的变化、个体小型化,以及摄食食物种类的变化是引起莱州湾生态系统营养级波动的主要原因。     

莱州湾鱼类群落的营养结构及其变化

2011年5月~2012年4月期间对莱州湾进行了9次底拖网调查,对采集的20种鱼类4 854个胃含物样品进行了分析。结果表明,莱州湾鱼类群落包括浮游动物食性、底栖动物食性、鱼食性、杂食性和广食性5种食性类型,其中底栖动物食性鱼类是莱州湾各月份鱼类群落的重要食性类型,钩虾和双壳类等底栖动物饵料在莱州湾生态系统的食物关系中起着关键的作用。秋末和初春的莱州湾鱼类群落以底栖动物食性鱼类为主,食性类型单一;随着水温升高,鱼类群落的食性类型逐渐变得丰富。分析表明,莱州湾海域鱼类群落的营养结构有利于增殖放流品种后期的生长存活,建议跟踪调查增殖放流点周边海域的食物关系和饵料基础,同时结合多学科调查,选择最佳的增殖放流地点和时间,才能切实有效地保证增殖放流的效果。     

筑坝河流鱼类生物完整性研究——以珠江流域红水河为例[收稿日期：2021-08-30

基于红水河流域开发特点和鱼类群聚组成特征，构建红水河鱼类生物完整性评价指标体系，评价梯级开发对红水河不同生境类型的鱼类生物完整性的影响。河流参照状态和基准值由1982—1994年鱼类历史监测数据分析得到；监测值是2013年调查的鱼类数据；现状值为2018年鱼类数据。针对红水河鱼类区系特点和高强度水电开发特征，选取总种类数占期望值比例、鲤科鱼类所占比例、鲿科鱼类所占比例、鲇科鱼类所占比例、耐受性鱼类个体所占比例、渔获物中出现的科数所占比例、杂食性鱼类个体所占比例、底栖动物食性鱼类个体所占比例、顶级肉食性鱼类所占比例和外来种个体所占比例等10个指标构建红水河IBI指标体系。结果表明：2013年25个采样江段的IBI值为38 ~ 80分，均值62分。其中，24%的江段生物完整性等级为“好”；32%的江段生物完整性等级为“一般”；44%的江段生物完整性等级为“差”。从生境类型来看，支流生物完整性明显优于水库、库尾回水区。此外，现状数据评价的结果为：2018年红水河IBI值为64分，高于2013年均值62分，生物完整性均处于“一般”等级。     

莱州湾渔业水域游泳动物群落特征

根据2010~2011年莱州湾渔业水域春季、夏季和秋季共6个航次的调查资料,调查分析了该水域游泳动物的种类组成,计算分析了游泳动物群落特征的年度和季节变化,包括相对重要性指数(IRI)、Margalef物种丰富度指数(D)、Shannon-Wiener物种多样性指数(H')、Pielou物种均匀度指数(J)、鱼类群落季节更替指数(AI)、迁移指数(MI);并利用数量生物量比较曲线(ABC曲线)评价游泳群落受干扰程度,利用扫海面积法估算游泳动物资源密度。结果表明,调查共捕获游泳动物99种,其中鱼类55种,甲壳类40种,头足类4种;优势种分析表明虾虎鱼和枪乌贼类成为主要捕捞物种,优势种正逐步演变为更为小型化的中上层鱼类和无脊椎动物,虾蟹类和头足类的比例进一步提高。多样性分析表明,各类生物多样性指数变化不大,季节更替和迁移指数仅在2010年春季相对变化较大;ABC曲线分析表明,游泳动物群落正处于严重干扰;游泳动物资源密度均值在重量和数量上分别达到635.9 kg·hm-2和43.8×103ind·hm-2,资源情况有所改善,但渔获物小型化、低质化现象明显。综合来看,调查水域游泳动物优势种变化较大,资源继续向小型化中上层鱼类方向演变,且群落受到干扰较为严重。研究结果可为系统开展莱州湾海洋生物恢复和生态修复工作与研究提供基础信息。     

基于Ecopath模型的胶州湾生态系统比较研究

文章根据2015–2016年胶州湾渔业资源与生态环境调查数据,并收集20世纪80年代胶州湾渔业资源数据,利用Ecopath with Ecosim 6.5(Ew E)软件构建了由21个功能组组成的胶州湾1980-1982年和2015-2016年两个时期的Ecopath模型,比较分析了不同时期胶州湾生态系统结构和功能变化以及系统发育特征。研究结果显示,与1980-1982年生态系统相比,胶州湾2015-2016年生态系统中大型底层鱼类生物量减少,菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)生物量提高,渔获物产出以菲律宾蛤仔为主,渔获平均营养级降低,系统能量转化效率从1980-1982年的15.83%提高到2015-2016年的16.35%,能量流动始终以牧食食物链为主。关键种分析表明,胶州湾生态系统两个时期的关键种均为菲律宾蛤仔。此外,与1980-1982年生态系统相比,2015-2016年胶州湾生态系统整体规模增大,净生产量提高5倍,系统总初级生产量与总呼吸量的比值由1980-1982年的1.267提高到2015-2016年的2.518,系统连接指数、杂食指数与Finn’s循环指数和平均路径长度均减小,说明在过去30多年胶州湾生态系统成熟度和稳定性不断降低,发育过程出现由成熟向幼态的逆行演替现象,目前处于不稳定的幼态阶段。     

2013年春季莱州湾海域理化环境及水质状况分析

依据2013年6月对莱州湾海域的调查资料,分析了该海域盐度(S)、pH、溶解氧(DO)、化学耗氧量(COD)、溶解无机氮(DIN)和活性磷酸盐(PO4-P)等理化因子的分布特征,并采用潜在性富营养化评价模式和有机污染指数分别对该海域的营养水平和有机污染状况进行了评价。结果显示,2013年春季莱州湾所有站位溶解氧、化学耗氧量均符合Ⅰ类海水水质标准;DIN污染严重,31%站位的DIN含量超Ⅳ类海水水质标准;PO4-P含量较低,所有站位PO4-P含量均符合Ⅰ类海水水质标准。由评价结果来看,2013年春季莱州湾海域N/P比值总体处于高值,P相对缺乏,营养水平处于磷限制潜在性富营养(ⅥP)水平,有机污染程度属于Ⅱ级,表明该调查海域开始受到有机污染,但有机污染程度轻于2007年夏季。     

黄河入海泥沙年际通量对莱州湾渔业资源结构的影响

根据2009年8月-2013年8月莱州湾海域渔业拖网调查数据,分析该海域渔业种群组成、优势种、空间分布和资源量的年际变动,以了解黄河入海泥沙通量对莱州湾渔业结构的影响.结果表明:(1)莱州湾渔业资源量整体呈下降趋势,主要以鱼类为主,甲壳类次之,头足类最少;鱼类中以中上层鱼类为主,网获量明显多于底层鱼类,但2011年8月底层鱼类稍多于中上层鱼类;(2)莱州湾渔业资源各年份的优势种有所变动,中上层鱼类和底层鱼类的优势种变动较大,甲壳类优势种变动较少,鱼类优势种组成存在年际更替现象,主要由经济价值高、个体大的种类向经济价值低、个体小的种类演替.主要优势种集中于斑鲦、矛尾鰕虎鱼、口虾蛄、小带鱼和日本枪乌贼等种类.2010年斑鲦大量暴发,为唯一优势种;(3)2009-2013年黄河入海泥沙年际通量与鱼类种数、底层鱼类数和渔业资源数存在显著相关性,与底层鱼类生物量存在极显著相关性.综上所述,黄河入海泥沙年际通量的变动对莱州湾渔业资源量和资源结构都产生了一定影响.     

唐山湾海域渔业资源群落多样性分析

基于2012年5、8和10月对唐山湾海域进行底拖网渔业资源调查的资料,采用相对重要性指数、多样性指数及群落ABC曲线等分析方法,对3个季节渔业资源现状及群落多样性进行研究。结果显示:渔获物中共有海洋动物59种,其中鱼类27种,甲壳类17种,贝类7种,棘皮动物4种,头足类3种,多毛类1种;春季捕获35种渔获物,夏季36种,秋季37种;春季平均渔获率(质量)为3.50 kg/h,夏季为13.68 kg/h,秋季为16.99 kg/h。研究表明:(1)渔获率及其组成季节差异明显。在生物量上,春季以头足类为主,鱼类与甲壳类次之;夏季甲壳类为主,鱼类次之;秋季鱼类为主,甲壳类次之。(2)渔获率空间分布季节变化明显,春季浅水区较深水区渔获率高,夏季深水区较浅水区高。(3)优势种季节变化不明显。(4)春季H'高于夏、秋季,深水区总体高于近岸浅水区。(5)ABC曲线分析可知,群落受到严重干扰。     

莱州湾春季鱼类群落关键种的长期变化

关键种对生态系统结构和功能发挥了重要作用,其变化可以引起群落结构振荡和演替,导致生态系统功能紊乱乃至崩溃,因此,了解生态关键种的长期变化有助于解析整个生态系统演替过程。本研究基于莱州湾1959年、1982年、1993年、2003年和2015年春季(5月)底拖网渔业资源调查数据,构建了莱州湾春季鱼类群落食物网拓扑结构,分析了其关键种的长期变化。1959~2015年莱州湾鱼类食物网包含物种21~46个,摄食关系范围70~296个,食物网拓扑结构密度范围为0.155~0.300,种间关联度0.140~0.182,符合自然条件下群落种间摄食关系。1959~2015年莱州湾鱼类群落关键种如下:1959年为六丝矛尾虾虎鱼(Amblychaeturichthys hexanema)、花鲈(Lateolabrax japonicus)、蓝点马鲛(Scomberomorus niphonius)和黄(Lophius litulon),1982年为鳀(Engraulis japonicus)、黄和小黄鱼(Larimichthys polyactis),1993年为带鱼(Trichiurus lepturus)、鳀和蓝点马鲛,2003年为细纹狮子鱼(Liparis tanakae)、鳀和黄,2015年为细纹狮子鱼、大泷六线鱼(Hexagrammos otakii)和六丝矛尾虾虎鱼;关键种由经济价值较高的花鲈、小黄鱼和蓝点马鲛等演变为细纹狮子鱼、鳀和六丝矛尾虾虎鱼等经济价值较低的种类;同时,关键种的栖息环境也由中上层与底层生境(蓝点马鲛、花鲈、鳀等)演变为底层单一生境(细纹狮子鱼、大泷六线鱼和六丝矛尾虾虎鱼);关键种的这种更替导致食物网拓扑结构向简单化发展,在某种程度上也增加了鱼类群落结构脆弱性。