低头坝对河源溪流鱼类群落的影响及其生态学机制——基于区域尺度的研究

来源 :安徽师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lj200610819
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低头坝是河源溪流中普遍存在的一类人为干扰形式。尽管目前已有不少研究报道了低头坝对局域栖息地和溪流鱼类群落的影响,但不同研究所观察到的结果尚存在很大争议,且已有大多数研究是在较小的空间尺度范围上开展的。考虑到不同流域间陆地景观特征及鱼类组成特点的潜在差异,其鱼类群落对低头坝干扰的响应有可能存在不一致性。为进一步探讨低头坝对溪流鱼类群落的影响并探明该影响在不同空间范围内是否具有一致性,本论文以皖南山区的4条主要流域(青弋江、秋浦河、阊江和新安江)为研究区域,针对其河源溪流中82个低头坝分别设置对照样点(远离水坝的流水河段)和受试样点(紧邻坝上的坝上蓄水区),于2015年8月对各设置样点的鱼类群落和环境特征进行了调查和数据收集。基于上述调查数据,本文着重在区域空间尺度上比较研究了蓄水区和对照样点间局域栖息地特征、鱼类物种组成和群落结构、鱼类α和β多样性的变异及其在不同流域间的异同,并解析局域栖息地、水坝大小、景观特征3类环境变量对鱼类群落的影响及其相对重要性,探讨了低头坝对溪流鱼类群落的影响及其生态学机制。主要结果如下:  1、局域栖息地特征和鱼类物种组成  配对t-检验显示,在局域尺度上,同对照样点相比,低头坝蓄水区的水深、水宽和底质异质性显著增大,水流流速、溶氧、底质粗糙度等显著下降。但在区域尺度上,主坐标典型性分析显示2类生境间的整体性栖息地特征并无显著变化,置换多元分散分析也显示2类生境间的栖息地空间变异大小无显著差异,但蓄水区栖息地条件的平均欧式距离略高于对照样点。共采集鱼类33种,隶属11科5目。根据单因素相似性分析结果,2类生境间的鱼类物种组成(0/1数据)和群落结构(多度数据)均高度重叠但仍显著差异;进一步,经相似性百分比分析发现,宽鳍鱲、光唇鱼和吻虾虎鱼等物种在对照样点中相对较多,而泥鳅、高体鰟鮍和沙塘鳢等物种在蓄水区较多。  2、鱼类群落α和β多样性  双因素方差分析显示,在区域尺度上,生境和流域对鱼类α多样性(物种数、个体数和香农维纳指数)、β多样性均无显著的交互影响,α和β多样性都随流域而显著变化;尽管β多样性也随生境类型显著变化,但α多样性中仅鱼类个体数存在生境类型间的显著差异。在局域尺度上,配对t-检验显示,蓄水区的β多样性显著高于对照样点(仅阊江流域除外,无显著差异),反映了低头坝驱动了溪流鱼类群落异质化过程;而不同生境间的物种数(阊江除外,蓄水区显著高于对照样点)、个体数(青弋江除外,蓄水区显著低于对照样点)和香农威纳指数并无显著性差异。  3、局域栖息地、水坝变量和景观特征对鱼类群落的影响  冗余分析和线性回归分析显示,影响局域鱼类群落的环境因子主要包括电导率、水温、水深等栖息地因子以及草地面积和耕地面积等景观特征,而水坝变量对局域鱼类群落无显著影响。栖息地、水坝和景观3类环境因素影响局域鱼类群落的相对重要性依次为栖息地>景观>水坝;就其中最具影响的栖息地条件而言,其对蓄水区鱼类群落的影响明显低于对照样点。同局域鱼类群落不同,鱼类β多样性仅受水坝变量(坝长)的显著影响,而景观特征的影响较小。  综上,本研究表明,低头坝导致了坝上蓄水区的局域栖息地因子显著变化,但在区域尺度上,蓄水区的栖息地特征及其空间变异大小并无显著变化(尽管呈现出轻度的栖息地异质化现象)。蓄水区局域栖息地因子的变化导致了广布物种对土著物种的取代过程,进而改变了局域鱼类物种组成。尽管低头坝对多数流域的鱼类α多样性无显著影响,但显著提高了鱼类群落间的不相似性(β多样性上升)并由此驱动了鱼类群落的异质化过程。鱼类多样性(尤其是α多样性)对低头坝干扰的响应存在流域间的差异。局域鱼类群落的组成和数量(α多样性)主要受栖息地条件和陆地景观特征的影响,但低头坝改变群落组成的幅度(β多样性)主要取决于水坝大小变量的影响。
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