我院黄孝锋博士的研究论文“Larva fish assemblage structure in three-dimensional floating wetlands and non-floating wetlands in the Changjiang River estuary”作为封面文章发表于《Journal of Oceanology and Limnology》(中科院分区为2区)2021年第2期。文章通讯作者中国水产科学院东海水产研究所庄平研究员,文章DOI号为:10.1007/s00343-020-0078-6。
Highlight:
在环境复杂的长江口水域构建三维人工漂浮湿地,人工漂浮湿地通过改变水域环境达到修复和保护仔稚鱼栖息地的目的。
自然栖息地的丧失和退化是威胁淡水生态系统生物多样性的一个重要因素。水资源的开发利用给人类带来了巨大的经济效益和社会效益,但同时也直接扰动了自然水体的生态环境,致使淡水鱼类生活在支离破碎的水域生态环境中,最终鱼类种群数量也受到严重威胁。因此,栖息地的修复是实现保护鱼类生物多样性的重要目标。
长江口特殊的地理位置和水文生态环境决定了此处是鱼类重要的“三场一通道”,即产卵场、育肥场、索饵场和洄游通道。由于长江口存在航运发达、涉水工程多、捕捞量高、水域污染严重等水环境扰动问题,使得该区域成为鱼类栖息地受损最为严重的水域。所以,有必要研发科学的技术方法修复仔稚鱼栖息地,从而达到保护长江口鱼类生物多样性的目的。
修复鱼类受损栖息地的方法包括种植水生植物、投放人工鱼礁和构建人工漂浮湿地等措施。仔稚鱼处于鱼类生活史的早期阶段,通常栖息于水体表层区域,为了修复长江口仔稚鱼栖息地,长江口渔业生态创新团队构建了三维人工漂浮湿地,研究了人工漂浮湿地对环境因子和仔稚鱼群聚结构的影响。研究论文“Larva fish assemblage structure in three-dimensional floating wetlands and non-floating wetlands in the Changjiang River estuary”发表于Journal of Oceanology and Limnology 2021年第2期。文章第一作者为长江大学黄孝锋博士,通讯作者为黄孝锋博士和中国水产科学院东海水产研究所庄平研究员。
研究结果
本研究采用无土栽培技术在长江口构建芦苇三维人工漂浮湿地,人工漂浮湿地单元呈“三明治”结构,主要由框架、竹片夹、网片、填料、植物、轮胎和泡沫等7部分组成。轮胎主要是用于减小台风等外界因素所带来的冲击力,每两个浮床之间系一个轮胎,置于两个泡沫之间;而泡沫主要是起到增加浮力作用,置于框架四周。将芦苇人工漂浮湿地放置在长江口生态环境受损水域;通过比较人工漂浮湿地和自然水域的仔稚鱼生物多样性,评判三维人工漂浮湿地是否可以修复仔稚鱼栖息地。
图2 人工漂浮湿地放置位置(a & b)及其结构示意图(c & d)
NA: 无人工漂浮湿地的自然水域;CA: 人工漂浮湿地修复水域
研究结果表明,芦苇能够在人工漂浮湿地载体所在的咸淡水水域上正常生长;芦苇三维人工漂浮湿地能够抵抗台风。三维人工漂浮湿地改变了局部水域的水生态环境,例如人工漂浮湿地水域的透明度、水温稳定性明显高于自然水体,水体流速显著低于天然水体。栖息于人工漂浮湿地仔稚鱼的生物量和物种种类均显著高于天然水域。栖息在人工漂浮湿地的仔稚鱼密度达3.09尾/m2,而在天然水域仅为0.39尾/m2。在研究区域栖息的仔稚鱼共有13种。其中数量最多的是鲫(Carassius auratus)仔稚鱼,其在人工漂浮湿地区域的密度(1.89尾/m2)高于天然水域(0.18尾/m2),占人工漂浮湿地区域仔稚鱼总量的61.19%,远高于其他物种;数量第二多的鲤(Cyprinus carpio)仔稚鱼密度(0.59尾/m2)也远高于天然水域(0.06尾/m2)。而刀鲚(Coilia macrognathos Bleeke)、鳙(Hypophthalmichthys nobilis)、青梢红鲌(Erythroculter dabryi)和红狼牙鰕虎鱼(Odontamblyopus rubicundus)仔稚鱼在天然水域的密度过小而无法统计;但此四种仔稚鱼在人工漂浮湿地栖息的生物量较大。
表1 人工漂浮湿地水域(AFW habitat)和天然水域(Non-AFW habitat)仔稚鱼种类及生物量
Scientific name |
Code |
Mean±SD |
AFW habitat |
|
Mean±SD |
Non-AFW habitat |
(m2) |
N |
N% |
Density |
|
(m2) |
N |
N% |
Density |
1.Engraulidae |
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
(1) Coilia macrognathos Bleeker |
CoiN |
1.06±0.12 |
8.55 |
1.41% |
0.04 |
|
1.15±0.09 |
0.6 |
0.79% |
0 |
Ⅱ. Cypriniformes |
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2.Cyprinidae |
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(2) Hypophthalmichthys nobilis |
HypN |
1.13±0.08 |
3.45 |
0.57% |
0.02 |
|
1.15±0.11 |
0.65 |
0.86% |
0 |
(3) Pseudobrama simoni |
PseS |
0.95±0.10 |
9.85 |
1.63% |
0.05 |
|
1.02±0.26 |
3.30 |
4.34% |
0.02 |
(4) Erythroculter dabryi |
EryD |
0.98±0.05 |
6.50 |
1.07% |
0.03 |
|
0.99±0.21 |
0.50 |
0.66% |
0 |
(5) Culter alburnus |
CulA |
0.68±0.07 |
12.05 |
1.99% |
0.06 |
|
0.66±0.15 |
4.40 |
5.79% |
0.02 |
(6) Cyprinus carpio |
CypC |
0.71±0.08 |
114.8 |
18.94% |
0.59 |
|
0.66±0.11 |
11.25 |
14.80% |
0.06 |
(7) Carassius auratus |
CypA |
1.21±0.22 |
370.85 |
61.19% |
1.89 |
|
1.15±0.14 |
35.4 |
46.58% |
0.18 |
(8) Culter mongolicus |
CulM |
1.11±0.14 |
7.10 |
1.17% |
0.04 |
|
1.05±0.08 |
2.65 |
3.49% |
0.01 |
(9) Rhodeus sinensis |
RhoS |
0.86±0.09 |
13.15 |
2.17% |
0.07 |
|
0.88±0.13 |
3.20 |
4.21% |
0.02 |
(10) Hemiculter leucisculus |
HemL |
0.76±0.12 |
16.25 |
2.68% |
0.08 |
|
0.77±0.11 |
3.30 |
4.34% |
0.02 |
(11) Parabramis pekinensis |
ParP |
0.74±0.06 |
6.80 |
1.12% |
0.03 |
|
0.73±0.18 |
3.80 |
5.00% |
0.02 |
(12) Hemiculter bleekeri |
HemB |
0.82±0.11 |
32.30 |
5.33% |
0.16 |
|
0.86±0.09 |
6.90 |
9.08% |
0.04 |
Ⅲ. Perciformes |
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3.Taenioididae |
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(13) Odontamblyopus rubicundus |
TaeC |
0.93±0.14 |
4.45 |
0.73% |
0.02 |
|
0.99±0.12 |
0.05 |
0.07% |
0 |
Total |
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|
606 |
|
3.09 |
|
|
76 |
|
0.39 |
N:从54个样本统计1 m2 的仔稚鱼的生物量;N%;占总生物量的百分数; Density: 每1 m2栖息地仔稚鱼的平均生物量。
该研究所构建的长江口水域芦苇人工三维立体漂浮湿地为13种仔稚鱼提供了理想栖息地,表明建设人工漂浮湿地,可以作为河口水域仔稚鱼资源保护和增殖的一个有效措施。(黄孝锋供稿)