松花江鱼类多样性、群落结构研究与重金属污染分析

摘要

本文以松花江鱼类群落为研究对象，根据2009年7月至2010年8月松花江流域渔业资源、鱼类生态学调查资料，分别从鱼类群落的种类组成、区系组成、生态类型、优势种分析、多样性评价与变化、鱼类空间分布特征、鱼类群落结构划分等方面进行了分析研究。另外，还分析了松花江鱼类和水体受重金属污染的状况，以及鱼体内重金属残留量和水体中重金属含量对鱼类多样性的影响。
　　 本文的主要研究内容及结果归纳如下：
　　 (1)采集鱼类标本3000余尾，经鉴定为62种(亚种)8目16科。其中花糕红点鲑、池沼公鱼、银鱼等8种鱼类为松花江鱼类新纪录。松花江鱼类区系具有冷水性鱼类种类分布较多；区系组成较复杂；细鳞鱼、北极茴鱼、史氏鲟等鱼类已成为濒危种类或已绝迹等特点。松花江鱼类在洄游、食性、繁殖和栖息习性等方面分属于不同的生态类型。
　　 (2)应用目前常用的相对重要性指数QIRI、Shannon-Wiener多样性指数H’、Pielou均匀度指数J’和Margalef丰富度指数D对鱼类多样性进行分析。结果表明，鲫鱼、()条、鲤鱼、蛇鮈、鲶鱼和泥鳅构成了松花江鱼类主要的组成部分，第二松花江的上游及支流饮马河和伊通河、嫩江上游、松花江干流的末端及支流牡丹江的鱼类群落多样性指数H’、丰富度指数D、均匀度指数J’相对较高，第二松花江中下游、松花江干流的中游的鱼类群落多样性指数H’、丰富度指数D、均匀度指数H’相对较低。
　　 (3)第二松花江、嫩江和松花江主干流流域分别具有典型的鱼类空间分布特征；其关键约束因子包括水温、降雨量、地貌、底质类型等自然因素和水环境污染、过度捕捞、水利工程的建设等人为因素。
　　 (4)应用等级聚类和非线性多维排序尺度(NMDS)排序两种多变量统计分析方法方法对鱼类群落结构进行分析，在9.60％非相似性水平上，样本被分成7组群落，在15.0％非相似性水平上，样本被分成4组群落，多维排序尺度(MDS)分析可将松花江鱼类群落分为6个组群落。这两种多元统计分析方法分析结果相似，但不完全一样。
　　 (5)对松花江鱼类体内的Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Hg、As等7种重金属残留量进行了测定和分析。结果表明，第二松花江上游、第二松花江的支流一饮马河和伊通河、松花江干流一牡丹江等江段的鱼体内重金属残留量较低，第二松花江中下游的霍家渡口、畜牧场、西大嘴子和泔水缸等江段的鱼体内重金属残留量很高。鱼体内Cd、Pb、Zn、Cr、Cu与As等6种重金属的来源具有一定的相似性。肉食性鱼类更易对重金属形成富集，底层鱼类体内的重金属含量相对中上层鱼类更高；松花江鱼类体内重金属Pb、Cr、As和Zn的超标率很高，其受Pb和As的污染较重，第二松花江受重金属的综合污染程度比嫩江和松花江干流严重；2010年鱼类体内Cu、Hg、Cd的污染程度较20世纪90年代有所好转，但Zn残留量明显上升，有毒元素Hg有小幅度的上升，Pb的残留量虽较2006年较低，但其残留量仍在一个高水平程度上；鱼类体内有毒金属元素Pb和As的残留量及必需金属元素Cr的残留量对鱼类多样性的影响相对较大。
　　 (6)对松花江水体中的Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Hg、As等7种重金属含量进行了测定和分析。结果表明，Cr、Hg和As的沿程含量一直较稳定，Cu、Zn、Cd、Pb等4种重金属的含量在第二松花江流域变化范围较大，其中Cd和Pb等在第二松花江源头长白山区段的含量均较低。除Zn和Pb外，Cu和Cd在嫩江和松花江干流的沿程含量一直较稳定。且水体中Cd、Cu、Pb、Zn等4种重金属来源具有相似性，Cr、As和Hg来源具有显著差异；水体中Cr的单项污染指数较高，Cu、Zn、Cd、Pb、As、Hg等重金属含量均好于Ⅲ类水体水质指标。除As以外，Cu、Cr、Cd、Pb、Hg等5种重金属在水中含量与在鱼体内的残留量的沿程变化方向相似，但相关性程度不是很高。水中Zn含量与鱼体金属残留量在P<0.01水平下显著相关；Cu含量对丰富度指数D显著相关，其余重金属含量与指数H’、D、J’均不显著相关。
　　 本文为松花江流域的鱼类群落的多样性、结构、分布特征及污染提供了最新的研究资料，为松花江水生态功能分区、渔业资源的保护和合理利用提供了科学依据。