王崇瑞,索紋紋,蔣國(guó)民,李昊旻,梁志強(qiáng),楊　鑫,袁希平,李　鴻,廖伏初,3,葛虹孜,張　輝,伍遠(yuǎn)安 ,3**

東洞庭湖長(zhǎng)江江豚及其與魚(yú)類資源相關(guān)性

王崇瑞1,索紋紋1,蔣國(guó)民1,李昊旻1,梁志強(qiáng)1,楊鑫1,袁希平1,李鴻1,廖伏初1,3,葛虹孜1,張輝2*,伍遠(yuǎn)安1,3**

(1.湖南省水產(chǎn)科學(xué)研究所,湖南 長(zhǎng)沙 410153；2.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院長(zhǎng)江水產(chǎn)研究所,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部淡水生物多樣性保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北 武漢 434000；3.水產(chǎn)高效健康生產(chǎn)湖南省協(xié)同創(chuàng)新中心,湖南 常德 415000)

為掌握東洞庭湖長(zhǎng)江江豚種群動(dòng)態(tài)分布規(guī)律及其與魚(yú)類資源的相關(guān)關(guān)系,2012年6月~2017年12月,對(duì)東洞庭湖進(jìn)行了54次長(zhǎng)江江豚種群調(diào)查和8次水聲學(xué)魚(yú)類資源空間分布調(diào)查.調(diào)查結(jié)果顯示:(1)共發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)江江豚1110頭次,分布在湘陰－洞庭大橋之間長(zhǎng)約65km的區(qū)域內(nèi);(2)100%MCP)、95%MCP、75%MCP和50%MCP下,長(zhǎng)江江豚棲息地面積依次為161.3、114.26、76.95和64.31km2,占保護(hù)區(qū)總面積百分比依次為24.18%、17.13%、11.54%和9.63%;(3)不同水位條件下,長(zhǎng)江江豚觀測(cè)群次和頭次差異顯著,枯水期可觀測(cè)到群次和頭次最高,分別為(13.92±4.64)群次/次和(31.92±7.17)頭次/次,豐水期觀測(cè)群次和頭次最低,分別為(5.17±1.64)群次/次和(17.25±7.46)頭次/次;(4)水聲學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示,2013年3月東洞庭湖魚(yú)類資源平均密度最高為57.21尾/1000m3,東洞庭湖魚(yú)類密度與水位呈弱負(fù)相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)=－0.601(>0.05);(5)GIS模型分析結(jié)果顯示,東洞庭湖魚(yú)類資源低水位時(shí)期(枯水期和退水期后期),集中分布于扁山至鯰魚(yú)口區(qū)域,高水位時(shí)期,東洞庭湖魚(yú)類資源分布較為分散;(6)方差分析結(jié)果顯示,東洞庭湖低水位期魚(yú)類資源水平密度分布不均,扁山至煤炭灣區(qū)域魚(yú)類資源水平空間平均密度最高,與其它區(qū)域有顯著性差異(<0.05),高水位時(shí)期魚(yú)類分布較為均勻,方差分析顯示,除煤炭灣至鹿角區(qū)域與城陵磯至洞庭大橋區(qū)域和扁山至煤炭灣區(qū)域分別有顯著差異之外(<0.05),其他水域之間無(wú)顯著性差異(>0.05);(7)Pearson相關(guān)性分析顯示長(zhǎng)江江豚頭次與對(duì)應(yīng)的魚(yú)類密度呈顯著正相關(guān),2=0.86,<0.01,長(zhǎng)江江豚可能具有隨魚(yú)群遷徙的行為特征.

長(zhǎng)江江豚；東洞庭湖；種群分布；水聲學(xué)；魚(yú)類資源；相關(guān)性

長(zhǎng)江江豚()是江豚的3個(gè)亞種之一,也是最瀕危的一個(gè)亞種,僅生活在長(zhǎng)江中下游和大型通江湖泊鄱陽(yáng)湖和洞庭湖中[1-3].基于江豚種群基因組學(xué)最新研究結(jié)果顯示,極度瀕危的長(zhǎng)江江豚種群應(yīng)被作為一個(gè)獨(dú)立的物種[4].自20世紀(jì)80年代以來(lái)長(zhǎng)江江豚種群數(shù)量呈持續(xù)下降趨勢(shì)[5-9].被國(guó)際自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)列為瀕危級(jí),被列為國(guó)家二級(jí)保護(hù)動(dòng)物[10].農(nóng)業(yè)農(nóng)村部也明確要求長(zhǎng)江江豚按照國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物的保護(hù)要求,實(shí)施最嚴(yán)格的保護(hù)和管理措施.

洞庭湖是長(zhǎng)江中下游第一個(gè)大型通江湖泊,分為東洞庭湖、西洞庭湖和南洞庭湖三部分.其中,東洞庭湖面積約占全湖的50%,是目前洞庭湖湖泊群落中面積最大、保存最完好的天然季節(jié)性湖泊,是長(zhǎng)江流域重要水生生物種質(zhì)資源庫(kù),也是長(zhǎng)江江豚重要的棲息地之一[11-12].隨著環(huán)洞庭湖經(jīng)濟(jì)圈的日益發(fā)展,長(zhǎng)江江豚正面臨著前所未有的生存困境.為了保護(hù)洞庭湖長(zhǎng)江江豚種群成立了東洞庭湖江豚自然保護(hù)區(qū).由于洞庭湖長(zhǎng)江江豚種群分布、遷徙規(guī)律和生境選擇性等相關(guān)研究缺乏,重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域和保護(hù)措施實(shí)施精準(zhǔn)性不高,在洞庭湖生態(tài)環(huán)境惡化日益加劇過(guò)程中,洞庭湖江豚種群數(shù)量急劇下降,棲息地范圍不斷縮減.中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所調(diào)查報(bào)告顯示,2006年9月~2012年12月間,洞庭湖長(zhǎng)江江豚種群數(shù)量由230頭(占總種群數(shù)量的12.78%)減少到僅有92頭(占總種群數(shù)量的8.61%),年均下降率為21.23%,如果不采取有效的保護(hù)措施,洞庭湖長(zhǎng)江江豚很可能會(huì)在未來(lái)10~20ａ左右出現(xiàn)區(qū)域性滅絕[14].農(nóng)業(yè)農(nóng)村部正式公布2017年長(zhǎng)江江豚考察結(jié)果,東洞庭湖長(zhǎng)江江豚種群數(shù)量為110頭(占總種群數(shù)量的10.87%),相比較2012年考察結(jié)果略有增長(zhǎng),但總體形勢(shì)依然嚴(yán)峻.為避免長(zhǎng)江江豚重蹈白鱀豚功能性滅絕的覆轍,應(yīng)積極采取切實(shí)可行的保護(hù)對(duì)策.在長(zhǎng)江江豚種群生態(tài)學(xué)方面,于道平等[13]研究了湖口至荻港長(zhǎng)江段長(zhǎng)江江豚春季對(duì)生境的選擇特征;Mei等[14]對(duì)長(zhǎng)江流域長(zhǎng)江江豚歷史調(diào)查數(shù)據(jù)研究分析得出了長(zhǎng)江江豚正在加速滅絕;Mei等[15]研究了半自然水體中長(zhǎng)江江豚對(duì)生境的偏好性;Kimura等[16]湖口附近長(zhǎng)江干流及鄱陽(yáng)湖內(nèi)長(zhǎng)江江豚種群的季節(jié)變化及其與魚(yú)群的相關(guān)性.本文首次采用MCP方法研究了長(zhǎng)江江豚在東洞庭湖棲息范圍,并結(jié)合水聲學(xué)技術(shù)分析研究了長(zhǎng)江江豚與魚(yú)類密度的相關(guān)性.本文結(jié)論旨在為東洞庭湖江豚保護(hù)措施制定和實(shí)施提供理論參考依據(jù).

1 材料與方法

1.1 調(diào)查區(qū)域

本調(diào)查區(qū)域?yàn)闁|洞庭湖長(zhǎng)江江豚的主要分布區(qū),位于東洞庭湖城陵磯三江口至營(yíng)田鎮(zhèn)的東洞庭湖主湖區(qū)(圖1),往返全程約160km.

為了更為精準(zhǔn)的分析長(zhǎng)江江豚和魚(yú)類資源在東洞庭湖的空間分布特征及相關(guān)性,基于湖區(qū)自然特征和受人為影響程度將調(diào)查水域分成6個(gè)區(qū)域(圖1),分別為①區(qū)域I:城陵磯至洞庭大橋之間約7.0km水域,連通長(zhǎng)江通道,受人為影響最嚴(yán)重;②區(qū)域II:洞庭大橋至扁山之間約8.0km水域,自然湖區(qū)出水口,人為影響較重;③區(qū)域III:扁山至煤炭灣之間約10.7km水域,主湖區(qū),采砂活動(dòng)重點(diǎn)區(qū);④區(qū)域IV:煤炭灣至鹿角之間約10.7km水域,主湖區(qū),航運(yùn)和采砂區(qū);⑤區(qū)域V:鹿角至鲇魚(yú)口之間約11.0km水域,湘江和西、南洞庭湖匯流區(qū);⑥區(qū)域VI:鲇魚(yú)口至磊石碼頭之間約6.8km水域,湘江洪道.

圖1 調(diào)查水域及調(diào)查截線

1.2 調(diào)查方法

1.2.1 長(zhǎng)江江豚調(diào)查方法 長(zhǎng)江江豚種群動(dòng)態(tài)調(diào)查采用“截線抽樣調(diào)查法”[15],調(diào)查船為湖南省畜牧水產(chǎn)局配備的漁政快艇,排水量6.772t,長(zhǎng)12m,寬2.6m,動(dòng)力103kW.調(diào)查過(guò)程中,航速控制在10~ 15km/h.采用標(biāo)準(zhǔn)化記錄表格記錄調(diào)查數(shù)據(jù).主要記錄內(nèi)容包括:1)每30min,記錄一次調(diào)查船位置、航速、航向、船岸間垂直距離、天氣(優(yōu)、良、中、差4個(gè)等級(jí));2)發(fā)現(xiàn)江豚時(shí),記錄時(shí)間、地理坐標(biāo)、觀察者到動(dòng)物的距離、群體大小、動(dòng)物與最近岸的垂直距離等.

1.2.2 魚(yú)類資源空間分布調(diào)查方法 魚(yú)類資源空間分布調(diào)查采用走航式水聲學(xué)調(diào)查技術(shù)方法[16-18],在考察船左側(cè)船舷垂直固定分裂波束式(Split beam)探魚(yú)儀(Simrad EY60,200kHz,半功率角7°,挪威),換能器入水0.5m.數(shù)據(jù)采集時(shí)換能器發(fā)射功率選擇150W,脈沖寬度256μs,同時(shí)使用GPS(Garmin 60CSx,美國(guó))將空間數(shù)據(jù)導(dǎo)入筆記本電腦(Dell,E6430)與聲學(xué)數(shù)據(jù)整合為Raw格式文件,用于后期處理分析.

為消除不同介質(zhì)條件對(duì)換能器的影響,確保回波強(qiáng)度的準(zhǔn)確,在探測(cè)之前按照設(shè)備的出廠說(shuō)明,采用直徑為13.7mm的銅金屬球?qū)x器進(jìn)行實(shí)地校準(zhǔn)[19-20].

1.3 數(shù)據(jù)分析

1.3.1 長(zhǎng)江江豚種群動(dòng)態(tài)和棲息地分析 根據(jù)每次觀測(cè)到的江豚數(shù)量和位置數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,導(dǎo)入ArcGIS 10.3中建立東洞庭湖長(zhǎng)江江豚分布模型,用一般統(tǒng)計(jì)方法分析長(zhǎng)江江豚在東洞庭湖總體特征;采用SPSS Statistics17.0成對(duì)比較方法分析東洞庭湖枯水期、漲水期、豐水期和退水期長(zhǎng)江江豚群次和頭次的觀測(cè)差異性.采用50%、75%、95%和100%最小凸邊形法(MCP)識(shí)別評(píng)估長(zhǎng)江江豚在東洞庭湖的分布區(qū)域和活動(dòng)范圍[21-22].

1.3.2 水聲學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)分析 采用Sonar5-pro軟件對(duì)采集水聲學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,首先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和初步分析,每100m探測(cè)距離作為一個(gè)數(shù)據(jù)單元;使用交叉過(guò)濾方法(CFT)對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行背景噪音的去除和底部搜索;使用單目標(biāo)檢測(cè)(SED)分析方法提取每個(gè)數(shù)據(jù)單元的魚(yú)類密度和地理坐標(biāo).數(shù)據(jù)處理的相關(guān)參數(shù)設(shè)置:單回波檢測(cè)(SED)閾值為-70dB;最小回波長(zhǎng)度為0.8;最大回波長(zhǎng)度為2.0;最大相差為1.2;最大增益補(bǔ)償為6dB.采用ArcGIS10.3進(jìn)行魚(yú)類資源分布的建模[23-24],將每個(gè)數(shù)據(jù)單元分析計(jì)算出的魚(yú)類密度、單元中心坐標(biāo)導(dǎo)入ArcGIS10.3平臺(tái),采用反距離權(quán)重法(IDW)進(jìn)行柵格插值運(yùn)算[25-26],做出魚(yú)類分布模型圖.采用SPSS Statistics17.0中Pearson相關(guān)性分析研究洞庭湖長(zhǎng)江江豚與魚(yú)類資源分布的相關(guān)性.

2 結(jié)果與分析

2.1 東洞庭湖江豚種群空間分布特征

表1 2012~2017年?yáng)|洞庭湖長(zhǎng)江江豚調(diào)查信息匯總

圖2 2012年~2017年長(zhǎng)江江豚在東洞庭湖的分布范圍

2012年6月~2017年12月,共完成東洞庭湖長(zhǎng)江江豚調(diào)查54次,觀測(cè)到長(zhǎng)江江豚419群次, 1110頭次(表1),主要集中在區(qū)域(II~V)范圍內(nèi),其他水域偶然發(fā)現(xiàn),區(qū)域I未記錄到長(zhǎng)江江豚(圖2).

東洞庭湖江豚有聚群和單獨(dú)活動(dòng)行為,聚群次數(shù)約占發(fā)現(xiàn)江豚位點(diǎn)數(shù)量的60%,單獨(dú)活動(dòng)個(gè)體數(shù)占江豚位點(diǎn)數(shù)量的40%.在水平空間分布上,洞庭湖江豚分布偏集中,主要分布在鯰魚(yú)口－南岳坡段水域,平均目擊率(0.31±0.09)群次/km,區(qū)域I和磊石碼頭上游水域,長(zhǎng)江江豚出現(xiàn)率偏低,平均目擊率(0.044±0.027)群次/km(圖2).

100%、95%、75%和50%MCP分析表明,長(zhǎng)江江豚活動(dòng)范圍(100%MCP)介于洞庭大橋至湘江湘陰段,長(zhǎng)約75km,面積約161.3km2,占東洞庭湖江豚自然保護(hù)區(qū)總面積的24.18%,核心活動(dòng)范圍(50%MCP)介于煤炭灣至六門(mén)閘,長(zhǎng)約25km,面積約64.31km2,占保護(hù)區(qū)總面積的9.64%(圖3).

圖3 基于最小凸邊形法分析長(zhǎng)江江豚棲息地面積

2.2 東洞庭湖長(zhǎng)江江豚觀測(cè)季節(jié)性差異

洞庭湖是典型的季節(jié)性江湖連通性湖泊,水文情勢(shì)具有明顯的周期性,表現(xiàn)出明顯的枯水期(1~3月)、漲水期(4~6月)、豐水期(7~9月)和退水期(10~12月)[27-28].洞庭湖這種周期性的水文情勢(shì)也影響各種水生生物的行為和分布[29].方差分析結(jié)果顯示,不同水位條件下,東洞庭湖長(zhǎng)江江豚觀察效果存在差異.

不同水情時(shí)期長(zhǎng)江江豚群次和頭次觀測(cè)結(jié)果(表2)成對(duì)比較結(jié)果(圖4)顯示,在顯著水平=0.05下,不同時(shí)期觀測(cè)到的江豚頭次與群次趨勢(shì)高度一致,枯水期觀測(cè)率最高,豐水期最低,因此,東洞庭湖長(zhǎng)江江豚最佳觀測(cè)時(shí)期應(yīng)為枯水期和退水期.

表2 不同水情時(shí)期長(zhǎng)江江豚觀測(cè)結(jié)果

標(biāo)相同小寫(xiě)字母表示差異不顯著(>0.05),標(biāo)不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(<0.05)

2.3 基于水聲學(xué)的東洞庭湖魚(yú)類空間分布

2.3.1 東洞庭湖魚(yú)類資源空間分布 共獲得8次較為全面有效的調(diào)查結(jié)果(表3),2013年3月東洞庭湖魚(yú)類資源平均密度最高為57.21尾/100m3,其次為2014年10月份,為38.3尾/1000m3,2014年9月探測(cè)到東洞庭湖魚(yú)類平均密度僅1.15尾./1000m3.相關(guān)性分析結(jié)果顯示,東洞庭湖平均魚(yú)類密度與水位呈弱負(fù)相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)=-0.601,顯著性=0.113>0.05,統(tǒng)計(jì)學(xué)意義不明顯,其原因是水位升高湖區(qū)面積擴(kuò)大和非魚(yú)類繁殖期和越冬期,魚(yú)類集群性降低所致.

表3 東洞庭湖魚(yú)類資源聲學(xué)調(diào)查

2.3.2 東洞庭湖魚(yú)類資源水平分布 東洞庭湖魚(yú)類資源的水平空間分布規(guī)律與東洞庭湖水位具有相關(guān)性.2013年3月、2013年12月和2014年1月調(diào)查結(jié)果表明,低水位時(shí)期(枯水期和退水期后期),東洞庭湖魚(yú)類資源集中分布在區(qū)域III、區(qū)域IV和區(qū)域V(扁山至鲇魚(yú)口之間中部湖區(qū))(圖5),水平空間密度高于其他水域,魚(yú)類集群行為較為明顯,區(qū)域I和區(qū)域VI魚(yú)類密度相對(duì)較低,分析原因是低水位期,洞庭湖通長(zhǎng)江水道(區(qū)域I和區(qū)域II)和湘江洪道(區(qū)域VI)洞庭湖水道流速快,不適于魚(yú)群越冬,而區(qū)域III、區(qū)域IV和區(qū)域VI之間的湖區(qū)水域水面寬闊,流速相對(duì)較緩,是曾經(jīng)采石挖砂的集中區(qū)域,湖底分布有砂坑,恰好成了魚(yú)類集群越冬的優(yōu)越場(chǎng)所(圖6);高水位時(shí)期,東洞庭湖魚(yú)類資源分布較為分散,7月、8月和9月最高水位期,湖面寬廣,洲灘洼地被洪水淹沒(méi)成為魚(yú)類理想的天然索餌場(chǎng),中部區(qū)(區(qū)域III、區(qū)域IV和區(qū)域VI)魚(yú)類水平分布較為分散,幾乎沒(méi)有明顯的集群行為,而通江水道(區(qū)域I)和湘江洪道(區(qū)域VI)內(nèi)有較為明顯的魚(yú)群,表明高水位期長(zhǎng)江和湘江干流有魚(yú)群進(jìn)入洞庭湖索餌場(chǎng),10月和11月退水期前期,東洞庭湖魚(yú)群在區(qū)域I和區(qū)域VI內(nèi)有較為明顯的集群,表明受水位回落影響,魚(yú)類開(kāi)始向長(zhǎng)江和湘江洄游越冬.

圖5 東洞庭湖魚(yú)類資源空間分布

圖6 東洞庭湖沙坑中魚(yú)集群跟蹤回波圖像

方差分析結(jié)果顯示,東洞庭湖低水位期魚(yú)類資源水平密度分布不均(圖7),區(qū)域III魚(yú)類資源水平空間平均密度最高,為(107.52±17.36)尾/1000m3,區(qū)域VI魚(yú)類資源平均密度最低為(9.87±1.93)尾/1000m3,區(qū)域I魚(yú)類密度與其他水域密度均存在顯著性差異(<0.05),但區(qū)域II、區(qū)域III、區(qū)域IV和區(qū)域V之間魚(yú)類密度無(wú)顯著性差異(>0.05),表明低水位時(shí)期魚(yú)群主要分布在東洞庭湖中區(qū)寬闊水域.相比之下,高水位時(shí)期魚(yú)類資源分布較為均勻,除區(qū)域VI外,其他5個(gè)水域魚(yú)類密度較為接近,方差分析結(jié)果顯示,除區(qū)域VI與區(qū)域I和區(qū)域III分別有顯著差異之外(<0.05),其他水域之間無(wú)顯著性差異(>0.05)(圖7).

圖7 不同水位條件下東洞庭湖不同區(qū)域魚(yú)類資源分布差異性

標(biāo)相同字母表示差異不顯著(>0.05),標(biāo)不同字母表示差異顯著(<0.05)

2.4 東洞庭湖長(zhǎng)江江豚與魚(yú)類資源空間分布關(guān)系

圖8 東洞庭湖長(zhǎng)江江豚與魚(yú)類密度相關(guān)性

選取30個(gè)長(zhǎng)江江豚觀測(cè)坐標(biāo)和頭次數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)水體內(nèi)魚(yú)類密度,采用SPSS進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析,結(jié)果顯示長(zhǎng)江江豚頭次與對(duì)應(yīng)水域魚(yú)類密度呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)2=0.86,<0.01(圖8),表明江豚具有隨魚(yú)群遷徙的行為特征.

3 討論

3.1 東洞庭湖長(zhǎng)江江豚分布及其與魚(yú)類資源相關(guān)性

長(zhǎng)江江豚是我國(guó)特有的珍稀淡水鯨類,作為江-湖水生態(tài)系統(tǒng)中的旗艦物種,也是評(píng)價(jià)長(zhǎng)江流域生態(tài)健康與否的重要標(biāo)志.Wang等[30]提出洞庭湖作為長(zhǎng)江江豚重要的棲息地,并長(zhǎng)期維持著一個(gè)相對(duì)較大的自然群體.楊健等[11]和張新橋等[12]研究結(jié)果顯示東洞庭湖城陵磯至鯰魚(yú)口之間的狹長(zhǎng)水域是長(zhǎng)江江豚的主要分布區(qū),在南洞庭湖和湘江下游段也偶有發(fā)現(xiàn),與本研究的結(jié)果高度一致,不同之處在于本研究在洞庭大橋至城陵磯湖區(qū)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)江江豚分布,表明洞庭湖大橋至城陵磯段作為長(zhǎng)江江豚遷移通道確實(shí)受到阻隔,并且已經(jīng)嚴(yán)重影響了東洞庭湖種群與長(zhǎng)江干流種群之間的交流.

東洞庭湖長(zhǎng)江江豚種群存在一定的遷徙規(guī)律,水位發(fā)生急劇變化時(shí),呈現(xiàn)出趨向下游扁山水域遷移,在水位穩(wěn)定時(shí),長(zhǎng)江江豚多集中分布于鯰魚(yú)口水域或隨機(jī)分布狀態(tài).分析認(rèn)為主要原因和魚(yú)群遷徙有一定的相關(guān)性.魚(yú)類具有江-湖洄游習(xí)性,特別是繁殖期、越冬期和育肥期尤為明顯[31],洞庭湖魚(yú)類繁殖期和越冬期也恰是水位變化最快的時(shí)期.已有文獻(xiàn)和本研究均表明江豚與魚(yú)群分布有顯著相關(guān)性[32-33],魚(yú)類集群易于江豚捕食,反之,在水位趨于穩(wěn)定期也是魚(yú)類育肥期,魚(yú)類較為分散于湖區(qū).鯰魚(yú)口處于湘江洪道和草尾河交匯處,是理想的魚(yú)類天然索餌場(chǎng),對(duì)于長(zhǎng)江江豚也是理想的索餌場(chǎng).作者認(rèn)為這可以合理解釋東洞庭湖長(zhǎng)江江豚活動(dòng)規(guī)律與魚(yú)類密度分布具有較高一致性的原因.

本研究水聲學(xué)評(píng)估范圍內(nèi)水域面積約173.8km2,按照Aglen[34]覆蓋率公式計(jì)算本研究水聲學(xué)調(diào)查的覆蓋率為9.1,達(dá)到了覆蓋率6以上的要求,保證了調(diào)查結(jié)果的代表性,但由于東洞庭湖淺灘和湖汊較多,導(dǎo)致淺水區(qū)水聲學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)不能滿足Sonar5-pro分析條件,很難準(zhǔn)確評(píng)估其魚(yú)類密度.雖然相關(guān)報(bào)道和本研究均表明長(zhǎng)江江豚與魚(yú)群有顯著的相關(guān)性,但分析過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)在有些低密度魚(yú)群區(qū)域也有長(zhǎng)江江豚分布,同樣高密度魚(yú)群區(qū)域長(zhǎng)江江豚的分布較少,因此,未來(lái)需要更為深入研究其對(duì)魚(yú)群及其它生境要素選擇性研究.

本文主要研究區(qū)域?yàn)闁|洞庭湖城陵磯至營(yíng)田鎮(zhèn)湖區(qū),未對(duì)南洞庭湖、西洞庭湖及“湘、資、沅、澧”入湖口進(jìn)行綜合調(diào)查,特別是湘江下游湘陰至營(yíng)田鎮(zhèn)段長(zhǎng)江江豚出現(xiàn)頻率較高,但其分布遷徙規(guī)律尚不清楚.因此,若要全面掌握洞庭湖區(qū)長(zhǎng)江江豚種群數(shù)量、分布范圍及遷徙規(guī)律,湘江長(zhǎng)沙綜合樞紐下游湘江段和入湖口應(yīng)納入綜合調(diào)查范圍.

3.2 東洞庭湖長(zhǎng)江江豚的威脅因素

3.2.1 魚(yú)類資源過(guò)度利用和非法漁具使用 充足的餌料資源和合理的魚(yú)類種群結(jié)構(gòu)是長(zhǎng)江江豚賴以生存的生態(tài)基礎(chǔ)[35-37].洞庭湖歷史最高產(chǎn)量4.8萬(wàn)t,由于捕撈力度的加大,20世紀(jì)70年代,漁業(yè)產(chǎn)量下降,80年代后開(kāi)始緩慢恢復(fù),80年代后期至90年代,由于經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)利用,洞庭湖生態(tài)環(huán)境遭到破壞,漁業(yè)產(chǎn)量日趨下降[38](圖9).

圖9 2000年~2011年?yáng)|洞庭湖漁業(yè)產(chǎn)量趨勢(shì)

洞庭湖漁業(yè)資源的衰退導(dǎo)致江豚捕食難度增加,長(zhǎng)江江豚須擴(kuò)大捕食范圍,在洞庭湖水位快速回落的時(shí)候,會(huì)導(dǎo)致誤入淺水湖汊的長(zhǎng)江江豚擱淺死亡,或因饑餓死亡,甚至是因饑餓誘發(fā)疾病死亡.

長(zhǎng)江江豚活動(dòng)范圍與魚(yú)群活動(dòng)范圍具有較高的相關(guān)性,同時(shí)魚(yú)群集聚區(qū)也是主要的漁業(yè)捕撈區(qū).調(diào)查顯示,東洞庭湖每年大約有7000多艘漁船,近萬(wàn)漁民在此生產(chǎn)生活,是上世紀(jì)50年代的25倍.這些漁民85%擁有電魚(yú)機(jī)、迷魂陣、圍網(wǎng)、深水張網(wǎng)等非法漁具[39].非法漁具不僅嚴(yán)重影響魚(yú)類資源,同時(shí)也會(huì)危及到長(zhǎng)江江豚的生命安全.近年來(lái),由于電擊、圍網(wǎng)、絲網(wǎng)、定置網(wǎng)等非法漁具導(dǎo)致長(zhǎng)江江豚死亡的事件屢有發(fā)生.

3.2.2 水體污染 2001年~2013年的《湖南省環(huán)境狀況公報(bào)》顯示,洞庭湖水質(zhì)狀況介于III~V類之間,其超標(biāo)項(xiàng)基本是總氮、總磷等,總體處于中等營(yíng)養(yǎng)水平,個(gè)別交換率低的靜水湖區(qū)有富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象.20世紀(jì)90年代以來(lái),由于人口數(shù)量的增長(zhǎng)、工農(nóng)業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快,流入洞庭湖內(nèi)的污染物不斷增加,水體富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)嚴(yán)重[40-41].Yang等[42]對(duì)1998年－2004年來(lái)自于洞庭湖的5頭江豚體內(nèi)的持久性污染物(POPs)進(jìn)行了分析,表明POPs對(duì)長(zhǎng)江江豚個(gè)體有明顯的危害.除了POPs之外,洞庭湖區(qū)每年為殺滅釘螺,大量使用氯硝柳胺、五氯酚等滅螺藥劑,對(duì)水生生物有一定毒性[43],已有報(bào)道表明,氯硝柳胺可損傷DNA,并可導(dǎo)致哺乳動(dòng)物胎兒骨骼畸形[44-45].因此,水體污染物對(duì)位于洞庭湖生態(tài)系統(tǒng)食物鏈頂端的長(zhǎng)江江豚有一定的影響.

3.2.3 涉水工程 東洞庭湖是湖南省連接長(zhǎng)江流域各地的“黃金水道”,洞庭湖沿岸碼頭港口林立,南岳坡至城陵磯三江口有大小碼頭15個(gè).三峽水利工程的運(yùn)行,改變了長(zhǎng)江中下游水文節(jié)律,對(duì)洞庭湖水位季節(jié)變化也有極大的影響[46],三峽工程運(yùn)行對(duì)長(zhǎng)江江豚的影響研究還在繼續(xù).

航道整治工程也是影響長(zhǎng)江江豚種群生存重要因素之一.目前研究表明航道整治工程導(dǎo)致的長(zhǎng)江江豚餌料資源減少、水下聲環(huán)境增強(qiáng)和關(guān)鍵棲息地水文條件變化會(huì)影響長(zhǎng)江江豚種群數(shù)量及分布、個(gè)體之間的聲通訊和生存空間惡化或喪失[47].

3.2.4 水下噪聲 東洞庭湖水下噪聲一般來(lái)自于水工程建設(shè)、船舶航行、采石挖沙、航道整治、拋石等.文獻(xiàn)表明,打樁[48]、船舶[49]、挖沙船[50]和拋石[51]等產(chǎn)生的低頻噪聲(1~20kHz),在不同暴露時(shí)長(zhǎng)下均會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)江江豚聽(tīng)覺(jué)暫時(shí)性閾移(TTS),增加長(zhǎng)江江豚遭遇風(fēng)險(xiǎn)的幾率,嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致永久性聽(tīng)覺(jué)閾移(PTS).特別是水下噪音對(duì)幼豚影響非常明顯,長(zhǎng)江江豚幼豚發(fā)聲2~3kHz的低頻聲信號(hào),且聲壓級(jí)僅150dB re 1mPa[52],很容易被水下噪聲干擾甚至屏蔽,導(dǎo)致幼豚與母豚分離,導(dǎo)致尚沒(méi)有獨(dú)立生存能力的幼豚死亡(圖10).

圖10 不同類型水下噪聲和長(zhǎng)江江豚聲信號(hào)對(duì)比

3.2.5 無(wú)序采石挖砂 底棲生物是水生生態(tài)系統(tǒng)中重要的次級(jí)生產(chǎn)者,也是水生生態(tài)系統(tǒng)維持平衡的重要部分.對(duì)于天然水域,未經(jīng)規(guī)劃的肆意采石挖砂可以完全破壞底棲生物的生境和生物群落結(jié)構(gòu),對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)造成長(zhǎng)期甚至不可逆的影響[53].

根據(jù)Meng等[54]對(duì)洞庭湖挖沙對(duì)底棲動(dòng)物的影響研究結(jié)果,挖沙活動(dòng)顯著地影響水體透明度、底質(zhì)構(gòu)成、水質(zhì)條件和底棲動(dòng)物類群[52].挖沙使沉積于湖底的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)快速擴(kuò)散,一方面造成水質(zhì)污染,另一方面也導(dǎo)致湖底沉積物營(yíng)養(yǎng)貧乏,底棲動(dòng)物物種多樣性和生物量的降低,迫使魚(yú)類及其它高營(yíng)養(yǎng)級(jí)水生生物發(fā)生遷徙,進(jìn)而影響到長(zhǎng)江江豚的生存,最終導(dǎo)致整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生紊亂.

無(wú)序挖沙不僅對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)有嚴(yán)重影響,還會(huì)導(dǎo)致水文改變[55]、江湖阻隔[56]和對(duì)長(zhǎng)江江豚的直接傷害[57]等.

綜上所述,本文提出為了更好地保護(hù)東洞庭湖長(zhǎng)江江豚種群及其生境,應(yīng)積極采取以下措施: (i)全面禁止東洞庭湖各種漁業(yè)活動(dòng),特別是電魚(yú)等非法漁業(yè)行為,以避免長(zhǎng)江江豚的誤捕誤傷等;(ii)禁止在長(zhǎng)江江豚主要活動(dòng)區(qū)進(jìn)行施工和水工建設(shè),避免長(zhǎng)江江豚棲息地生境被破壞;(iii)東洞庭湖長(zhǎng)江江豚保護(hù)范圍應(yīng)擴(kuò)大至湘江入湖口,特別是其關(guān)鍵棲息地分布和范圍需要進(jìn)一步研究.

4 結(jié)論

4.1 東洞庭湖長(zhǎng)江江豚種群主要分布在鯰魚(yú)口至洞庭大橋之間(區(qū)域II~V), 100%和50%MCP分析表明,東洞庭湖長(zhǎng)江江豚活動(dòng)范圍介于洞庭大橋至湘江湘陰段,面積約161.3km2,占保護(hù)區(qū)總面積的24.18%,核心活動(dòng)范圍(50%MCP)介于煤炭灣至六門(mén)閘,面積約64.31km2,占保護(hù)區(qū)總面積的9.64%.

4.2 不同的水文時(shí)期,東洞庭湖長(zhǎng)江江豚觀察效果存在差異性.在顯著水平=0.05下,觀測(cè)群次和頭次枯水期觀測(cè)率最高,豐水期最低.因此,東洞庭湖長(zhǎng)江江豚最佳觀測(cè)時(shí)期應(yīng)為枯水期和退水期.

4.3 東洞庭湖魚(yú)類資源平均密度分布與水文存在弱相關(guān)性(=-0.601,=0.113>0.05);高水位時(shí)期,東洞庭湖魚(yú)類水平空間分布較為均勻,各湖區(qū)之間無(wú)顯著差異(>0.05),低水位時(shí)期,魚(yú)類資源存在明顯的差異性,表現(xiàn)為魚(yú)類向易于越冬的深水區(qū)集群.

4.4 Pearson相關(guān)性分析,結(jié)果顯示東洞庭湖長(zhǎng)江江豚頭次與對(duì)應(yīng)水域魚(yú)類密度呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)2=0.86,<0.01,表明東洞庭湖長(zhǎng)江江豚具有隨魚(yú)群遷徙的行為特征.

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致謝：本研究得到農(nóng)業(yè)農(nóng)村部長(zhǎng)江流域漁政監(jiān)督管理辦公室、湖北省長(zhǎng)江生態(tài)保護(hù)區(qū)基金會(huì)(CCF)和湖南省畜牧水產(chǎn)局的大力支持,感謝中科院水生生物研究所的梅志剛博士在數(shù)據(jù)分析上的指導(dǎo),感謝岳陽(yáng)市漁政管理站和東洞庭湖江豚保護(hù)管理站萬(wàn)軍副站長(zhǎng)和冷建輝同志的無(wú)私幫助.

Spatial distribution of the Yangtze finless porpoise and relationship to fish density in East Dongting Lake, China.

WANG Chong-rui1, SUO Wen-wen1, JIANG Guo-min1, LI Hao-min1, LIANG Zhi-qiang1, YANG Xin1, YUAN Xi-ping1, LI Hong1, LIAO Fu-chu1,3, GE Hong-zi1, ZHANG Hui2*,WU Yuan-an1,3**

(1.Hunan Fisheries Science Institute, Changsha 410153, China；2.Key Laboratory of Freshwater Biodiversity Conservation, Ministry of Agriculture and Rural Affairs of China, Yangtze River Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Wuhan 434000, China；3.Collaborative Innovation Center for Efficient and Health Production of Fisheries in Hunan Province, Changde 415000, China)., 2019,39(10)：4424~4434

The Yangtze finless porpoises () is a subspecies of finless porpoise and is known to live only in the middle and lower reaches of the Yangtze River and the adjacent Dongting and Poyang Lake. Since the 1990s the population has decreased dramatically due to habitat degradation, by-catch, water pollution and other human activities. The Yangtze finless porpoise was listed as an Endangered species on the IUCN Red List since 1996 and was listed as a top-level protected animal in China since 1989. The Dongting Lake, China’s second largest freshwater lake, is located in the northern Hunan Province. The lake is at the south of the middle reach of Yangtze River and is divided into three parts: East Dongting Lake, South Dongting Lake and West Dongting Lake. Dongting Lake is important both at home and abroad due to the aquatic biodiversity, geographical location, and human activities. Dongting Lake has been for hundreds of thousands of years as one of the most important habitats for Yangtze finless porpoise. According to the population assessment by the Ministry of Agriculture and Rural Affairs in 2017, there are approximately 110 individuals (10.87% of the total population) living in Dongting Lake. To assess the population distribution of the finless porpoise and its relationship with fish density, 54 line transects surveys and eight hydroacoustic surveys were conducted in East Dongting Lake covering four hydrological seasons between June 2012 and December 2017. A total of 1110 individuals were observed, and they were primarily distributed in an elongated area approximately 35km long between Xiangyin County and Dongting Bridge. The natural habitat area of finless porpoise estimated by the method of minimum convex polygon (MCP) under the 100%, 95%, 75%, and 50% were 161.3km2, 114.3km2, 77.0km2and 64.3km2respectively, accounting for 24.2%, 17.1%, 11.5% and 9.6% of the whole finless porpoise protected area. Results of the one-way ANOVA revealed significant differences among observations during different hydrological seasons (<0.05) and the highest frequency of groups and individuals of finless porpoise were observed (13.92±4.64groups/survey and 31.92±7.17ind./survey) during the dry season. The lowest frequency (5.17±1.64groups/survey and 17.25±7.46ind./survey) occurred during the wet season. Results of the hydroacoustic surveys showed that the highest fish density was 57.21ind./1000m3in March 2013. There was a weak negative correlation (= -0.601,>0.05) between fish density and water levels in East Dongting Lake. ArcGIS modelling and hydroacoustic technology were combined to analyze the spatial distribution of fish densities, and the results showed that fish mainly distributed in Bianshan-Meitanwan (Area III), Meitanwan-Lujiao Port (Area IV) and Lujiao Port-Nianyukou (Area V) during low water (dry season and late stage of falling season). Fish were more disperse during high water. During low water of Dongting Lake, an uneven distribution of fish was found and significant differences existed between Area III and other areas (<0.05) with the highest fish density (107.52±17.36ind./1000m3). Except for the significant differences between Nianyukou-Leishi Port (Area VI) and Chenglingji-Dongting Bridge (Area I), and Area III (<0.05), there were no significant differences between the other areas (>0.05). The positive relationship between the number of porpoises and fish density (2=0.86,<0.01), analyzed byPearsoncorrelation, suggests that Yangtze porpoise possesses the behavior to track fish school. Future conservation on the Yangtze finless porpoise could be more effective if special measures are conducted to stop fishing and habitat degradation related to finless porpoises in East Dongting Lake.

Yangtze finless porpoise；East Dongting Lake；population distribution；hydroacoustics；fishery resources；correlation analysis

X176

A

1000-6923(2019)10-4424-11

王崇瑞(1984-),男,山東菏澤人,助理研究員,碩士,主要從事瀕危水生動(dòng)物保護(hù)和水生生態(tài)學(xué)研究.

2019-04-01

農(nóng)業(yè)財(cái)政專項(xiàng)“長(zhǎng)江漁業(yè)資源與環(huán)境調(diào)查”項(xiàng)目資助(CJDC-2017-19);湖南省科技廳重點(diǎn)科研計(jì)劃項(xiàng)目(2013NK2007);湖北省長(zhǎng)江生態(tài)保護(hù)基金會(huì)“豚越計(jì)劃”項(xiàng)目(CCFTYJH2018003);農(nóng)業(yè)部物種資源保護(hù)(漁業(yè))項(xiàng)目(171721301354052126)

* 責(zé)任作者, 研究員, zhanghui@yfi.ac.cn; ** 研究員, wya74859259@sina.com