澜沧江干流多尺度时空生境异质性下的光唇裂腹鱼种群维持机制研究

The study on the ecological and environmental effects of large hydraulic project is a hot research topics in the field of ecological hydraulics. The Lancang River, with unique environmental heterogeneity over 13 latitude gradients and 4000m Bed elevation gradients and a short history, can serve as a natural experimental laboratory to examine the forming and maintaining mechanisms of fish communities and population dynamics under environmental disturbances. In this study, by using fishery catch surveys, hydro-acoustic methods and molecular ecology technology we will sample fish communities in the Huangdeng and Xiaowan hydraulic projects on multiple spatial (altitude gradient, regional and local areas such as vertical gradient from head to tail of the reservoir, vertical gradient along water depth, mainstream-tributary-confluence habitats, and littoral-pelagic habitats) and temporal (spawning season and project running-time) scales. With multivariate statistics, biodiversity models and population genetics analysis, we will explore the spatial-temporal variations of fish communities and species diversity, analyze the utilization patterns of fish on space resources and nutrient resources, and focus on individual migration- population dynamics - gene flow - evolutionary process of Schizothorax lissolabiatus. We believe that this work will provide some theoretical references for the optimization of ecological hydrology operation and fish protection measures.

大型水利工程的生态环境效应是生态水利的研究热点。纵跨13个纬度，河床海拔落差4000多米的澜沧江干流水环境时空异质性和水利工程较短的建设历史，使其成为研究人类剧烈干扰下鱼类群落格局和种群维持机制的天然试验场。本研究着眼于澜沧江干流黄登和小湾水电站多重空间（海拔差异、水深梯度、分层水温梯度、干-支流及交汇区、沿岸带-敞水区等局域）和时间（繁殖期和电站运行节点）尺度下的环境异质性，通过声纳探测、渔获物调查、分子生物学技术和多变量统计模型分析，量化研究目标江段鱼类群落结构，光唇裂腹鱼在个体迁移、群聚模式、遗传结构和多样性水平、基因交流水平和方向上的时空变化，分析鱼类对空间资源和营养资源的利用格局及适应性特征，阐明环境异质性下光唇裂腹鱼种群维持机制，旨在为优化澜沧江各水电站制定差异化鱼类保护措施提供理论参考。

本研究着眼于澜沧江干流黄登、小湾、糯扎渡水电站多重空间（海拔差异、分层水温梯度、干-支流及交汇区、沿岸带-敞水区等局域）和时间（繁殖期和电站运行节点）尺度下的环境异质性，通过生境调查、声纳探测、eDNA和多变量统计模型分析，分析鱼类对空间资源的利用格局及适应性特征，阐明生境面积和生境隔离对物种生存的影响。研究结果表明夏季影响浮游植物群落动态的主要驱动因子是水温、CODMn、pH值及Chl-a；冬季以TN、pH值及Chl-a的影响最为显著。高海拔黄登电站样点分布的浮游动物种类、密度、生物量和多样性指数均低于下游中低海拔的小湾电站和糯扎渡电站。另外3个电站的坝前水域分布的浮游动物种类和密度都低于其库区。水体eDNA分析共检测到6目18科76种鱼类。小湾库区黑惠河交汇口左岸检测到56种鱼类，种类数最多；黄登水电站坝前右岸检测到22种，种类数最低。光唇裂腹鱼出现在黄登坝前和库区，小湾库区和小湾黑惠河交汇处。水声学获得有效鱼类信号数625尾。黄登库区观测鱼类数量（总计376尾）高于小湾库区（总计249尾）。就观测季节比较，夏季（总计426尾）观测到鱼类比冬季（总计199尾）多。冬季，黄登库区和小湾库区体长大于10cm集群鱼类比例高于69%，其中小湾库区大于20cm的鱼类比例达到21.6%，夏季观测鱼类主要为小于20cm鱼类，可要由于春季出生的幼鱼在夏季集群较多。光唇裂腹鱼集群不明显。梯级开发中，维持1~2 km2的自然流水生境面积能够维持较高丰富度的物种栖息生存。以20 m宽（最低流量时）河流为例，为保持较高的鱼类物种多样性，需维持50-100 km自然流水江段。各环境变量在预测特有鱼类种类数中所起的作用各有差异。在CART模型中，着生藻类生物量（PEB）、河流长度（RL）和DO三个变量在预测喜流水性鱼类种类数中起到了最重要的作用。在RF模型中，各环境变量的%IncMSE和IncNodePurity系数值越大，其在预测中所起的作用也越大。在喜流水环境的光唇裂腹鱼物种保护中，恢复支流生境的自然状况对其物种生存具有重要的意义，建议加强相关支流区域的研究。