基于环境DNA技术的珠江中下游鱼类多样性初步研究

通过环境DNA技术(Environmental DNA,eDNA)检测珠江中下游鱼类生物多样性,探索珠江中下鱼类多样性监测和保护的新途径。2023年2月在珠江中下游设置了桂平、藤县、封开、德庆、肇庆和九江共6个采样点,通过水样采集及过滤、eDNA提取、遗传标记扩增及测序和数据库比对分析等流程检测鱼类多样性。结果表明,6个采样点共检测出30种鱼类,隶属于4目10科27属,其中土著鱼类26种,外来种4种。较已有传统调查数据新检出2种鱼类:美丽沙鳅(Botia pulchra)和齐氏罗非鱼(Oceochromis zillii)。鱼类优势种为子陵吻鰕虎鱼(Rhinogobius giurinus)、瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachellii)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、尼罗罗非鱼(O.nilotica)、齐氏罗非鱼、南方波鱼(Rasbora steineri)和鲤(Cyprinus carpio)。根据Shannon指数和Simpson指数显示,eDNA检测九江和桂平站点的鱼类多样性最高,藤县的最低。作为一种新的检测方法,eDNA技术可用于快速检测珠江中下游鱼类的多样性及分布,在实际应用中可将eDNA技术与传统的监测方法相结合,以提供更全面的鱼类生物多样性数据信息。

广东省内陆江河鱼类多样性

广东省地属热带和亚热带季风气候区,是我国鱼类资源丰富且社会经济最为活跃的地区之一,其鱼类生物多样性受到较大威胁。在近十几年调查的基础上,系统整理了广东省珠江水系、粤东水系和粤西水系14条河流(区域)的鱼类物种名录,并对其种类组成和分布进行了分析,利用聚类和排序方法探究了广东省内陆江河鱼类的空间分布格局。结果表明,广东省内陆江河共记录有鱼类351种,隶属于21目74科207属。其中,广东省特有鱼类13种,国家重点保护鱼类8种,河海洄游鱼类10种,淡水珍稀濒危鱼类28种,在珠江、粤东和粤西水系均有分布的广布种有52种。根据聚类和排序分析结果,可将14条河流(区域)分为5组:珠江水系和韩江鱼类种类较为相似分为一组;粤西水系和粤东的螺河、赤石河、黄江鱼类种类较为相似分为一组;粤东的黄冈河、榕江和练江各单独为一组。相似性分析结果显示,各组之间鱼类种类组成差异显著(r=0.937,p=0.001)。广东省江河鱼类中,2010年之后出现的种类有223种(含外来种群),约有39%的历史土著种类未出现,土著鱼类资源明显衰退。鱼类栖息地生境破坏、外来种群入侵等是鱼类多样性下降的主要威胁因素。未来需要加强保护区的建设和管理,防控外来种群的扩张,最重要的是从保护鱼类栖息地的角度进行水资源的开发与管理。

西江广东肇庆段赤眼鳟的年龄鉴定及生长研究

于2006年5月～6月和2008年5月在珠江的干流西江广东肇庆段采用刺网捕捞赤眼鳟(Spualiobarbus cur-riculus)标本296尾。采集赤眼鳟的鳞片材料进行年轮特征观察研究,并对赤眼鳟的生长情况进行分析。结果表明,渔获中3龄、4龄赤眼鳟占优势。3龄前体长的相对增长率较大,3龄以后生长缓慢。赤眼鳟体质量生长曲线拐点为8龄,应属衰老拐点。总死亡系数Z=0.337 9,自然死亡系数M=0.193 6,捕捞死亡系数F=0.144 3,开发率为E=0.427。为确保资源的可持续利用,可允许捕捞体长应不小于230 mm,体质量不小于220 g。

柳江鱼类群落结构及多样性研究

为了解柳江鱼类群落结构、多样性及其与环境因子的关系,2018年7月和12月在柳江9个江段(榕江、从江、融安、柳城、象州、永福、鹿寨、河池和宜州)开展鱼类和环境调查。共采集鱼类36474尾,隶属于5目20科80属115种;其中,鲤科鱼类最多(68种),占59.13%。Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数的变化范围分别为2.13—3.12、0.81—0.93、0.58—0.80和4.65—7.18。鱼类优势种以银Squalidus argentatus、大眼华鳊Sinibrama macrops、胡Microphysogobio chenhsienensis、银鲴Xenocypris macrolepis和南方拟䱗Pseudohemiculter dispar等小型鱼类为主。丰度/生物量比较曲线表明,宜州、榕江、鹿寨、柳城、象州和融安江段鱼类群落受到中度或严重干扰,河池、从江和永福鱼类群落结构相对稳定。采用非度量多维标度排序(NMDS)方法对鱼类群落的时空分布特征进行分析,将鱼类划分为3个类群:柳江上游的从江-榕江类群,洛清江支流的永福-鹿寨类群,柳江中下游及龙江支流的融安-柳城-象州-河池宜州类群。采用典范对应分析(CCA)分析鱼类群落与环境因子的关系,发现河宽、海拔和pH是柳江鱼类群落结构差异的主要影响因子。与历史资料相比,柳江鱼类群落结构发生显著变化,经济鱼类占比减少,鱼类个体呈现小型化和低龄化。建议从以下几个方面加强柳江鱼类多样性保护:加强执法力度,严厉打击偷捕、电捕等非法行为;对主要经济鱼类开展增殖放流;恢复河流的连通性;对流域珍稀特有鱼类进行监测、救护和繁育。

珠江中下游广东鲂种群结构及生长的空间差异

鱼类种群结构和个体生长受水文、水环境和渔业捕捞等因素影响存在空间上差异,为了解珠江中下游广东鲂(Megalobrama terminalis)在不同水域(河口、坝上和坝下)种群结构和生长现状,2020年7-8月在珠江中下游共采集228尾广东鲂样本,测量体长、体质量,利用鳞片测定年龄,应用von Bertalanffy生长方程、Beverton-Holt模型和Pauly经验公式估算生长、死亡参数。比较分析结果显示,河口、坝下和坝上广东鲂优势体长分别为17.0~27.2、18.9~28.7和28.6~40.0 cm;优势体质量分别为93.0~447.9、148.8~480.0、39.5~1 420.8 g;年龄组成分别主要为3^(+)(32.14%)、2^(+)(24.11%),3^(+)(32.14%)、2^(+)(24.11%)和4^(+)(31.58%)、5^(+)(26.32%)。河口、坝下和坝上广东鲂年龄生长方程分别为L=47.2(1-e^(-0.177(t+0.387)))、L=42.9(1-e^(-0.199(t+0.377)))和L=53.7(1-e^(-0.155(t+0.401)))。河口、坝下和坝上开发率E分别为0.410、0.373和0.248;临界体长Lc分别为25.1、23.0和28.4 cm。以上结果表明,广东鲂体长、体质量和年龄频率分布以及生长方程均存在空间上的差异。

草鱼α-淀粉酶基因5'侧翼序列克隆与分析

应用PCR和Genome Walking技术克隆获得长度为168 bp的草鱼（Ctenopharyngodon idellus）α-淀粉酶基因外显子Ⅰ序列和2 063 bp的5＇侧翼序列。将草鱼α-淀粉酶基因外显子Ⅰ序列与已知几种鱼类α-淀粉酶基因外显子Ⅰ序列比对,相似度为68%～86%。将草鱼α-淀粉酶基因5＇侧翼序列进行生物信息学分析,确定了其转录起始区域及转录起始位点（TSS）;在TSS上游30 bp处有1个TATA-box,-58 bp处有CCAAT-box;在5＇侧翼序列中还发现有GATA-1、OCT-1、GR、HNF-3、AP1和SP1等转录因子结合位点。草鱼α-淀粉酶基因5＇侧翼序列的克隆,为进一步研究不同食性鱼类α-淀粉酶基因侧翼序列的差异、鱼类α-淀粉酶基因的表达、功能及调控机理奠定基础。

基于体长频率数据的西江封开段赤眼鳟可捕规格与资源保护研究

该研究于2014年在西江封开段进行了8个月的渔获物调查,采集了526尾赤眼鳟(Squaliobarbus curriculus)的体长、体质量等生物学信息,利用体长频率分布估算赤眼鳟生长、死亡参数,并分析渔业资源利用状况。结果显示,赤眼鳟体长-体质量的幂函数关系参数a=0.028 8,b=2.858 2。von Bertalanffy生长参数渐近体长L_(inf)=74 cm,生长系数K=0.1,自然死亡系数M=0.19,总死亡系数Z=1.51,捕捞死亡系数F=1.32,开发率E=0.88。渔业资源量分析显示,2014年西江封开段赤眼鳟资源量为2 234 652尾、428.558 t。单位补充量渔获量(Yield per recruit, YPR)模型分析显示,当前赤眼鳟首次开捕体长为12.3 cm,F为1.32,YPR为1.89 g;当首次开捕体长调整为27.8 cm、F调整为0.45时,可获得YPR 7.76 g。当前赤眼鳟资源处于过度开发状态,建议将开捕体长设为27.8 cm,将捕捞强度降至0.45。

红水河岩滩水库鱼类资源声学评估

为评估梯级开发下渔业资源变化情况,2015年9月采用分裂波束鱼探仪EY60(120 kHz,250 W)对红水河岩滩水库库区及上游江段鱼类资源进行声学调查,并结合渔获物统计和地理统计分析对鱼类时空分布进行分析,评估鱼类资源量。结果显示整个调查区域的鱼类资源密度为(0.53±2.11)尾·m^(-2)(±SD),从水坝上游至库区呈增长趋势,鱼类资源密度水平分布与水深无显著相关关系。垂直分布方面,鱼类主要分布在30 m以内水层;不同大小个体对水深有一定的选择性,小个体鱼类(<10 cm)约86.2%分布在30 m水层之内;大个体(>30 cm)有44.7%分布在40 m以下水层。基于鱼类分布GIS建模,估算调查区域鱼类资源量为6.57×10~7尾。

珠江水系广西江段鱼类多样性空间分布特征

研究对珠江水系广西江段15个站位的鱼类群落展开了调查,共采集渔获物67985尾,隶属于23科134种,鲤形目种类(92种)最多,占总数69%。采集到外来生物11种,其中,罗非鱼几乎遍布整个广西水域,说明广西江段外来水生生物入侵严重。各江段以小型鱼类居多,鱼类小型化严重。空间分布呈现一级河流物种多样性指数高,均匀度高;二级河流多样性指数低,均匀度低的趋势。特别是经过十级水电开发后的红水河江段,渔业资源量最低,鱼类群落结构与其他江段具有显著的差异(P<0.05)。研究结果是珠江水系自然渔业资源长期调查的一部分,将对广西渔业资源多样性的保护管理和可持续利用提供科学依据。

西江广东鲂(Megalobrama terminalis)繁殖生物学及繁殖策略

探究鱼类繁殖策略是了解鱼类种群动态的关键.通过对珠江西江流域重要的经济鱼类广东鲂(Megalobrama terminalis)生殖周期、产卵时间、成熟期长度、生殖力类型和生殖力等方面进行研究,阐明在人类活动日益加强下,西江广东鲂的繁殖策略适应性变化情况.研究表明,广东鲂个体平均体长245 mm,优势体长集中在260~280 mm,平均体重347 g,优势体重集中在320~480 g.用L 50逻辑斯谛回归方法推算广东鲂雌鱼和雄鱼初次性成熟体长分别为244.5和232.2 mm.雌雄性比例为1.105∶1,且随着体长增加,雌雄性比呈现出先下降后上升的变化趋势.广东鲂繁殖群体在产卵季节为48月,产卵高峰为6月初持续到7月上旬,产卵季节内广东鲂鱼苗的密度与径流量显著相关.广东鲂绝对繁殖力平均为73069粒,相对繁殖力平均为118.7粒/g,绝对繁殖力与体长和体重均呈正相关.广东鲂繁殖群体性腺成熟系数与性腺重、肥满度以及体重密切相关.广东鲂种群繁殖策略在人类活动加剧影响下呈现出适应性变化:初次性成熟体长变小,绝对繁殖力下降.

基于单位补充量模型的西江广东鲂种群资源利用现状评价

广东鲂(Megalobrama terminalis)是珠江中下游最重要的经济鱼类之一,但由于过度捕捞和栖息地破坏,资源日趋衰退,科学评估其资源利用现状,对合理开发与科学养护具有重要意义。利用2009—2015年西江肇庆江段渔业资源调查监测数据,分析了广东鲂生长与死亡相关特征及参数变化;利用单位补充量渔获量(Yield per recruitment,YPR)模型、单位补充量产卵群体生物量(Spawning biomass per recruitment,SBR)和生物学参考点评估了西江肇庆江段广东鲂资源利用状况。结果表明:西江广东鲂体长(L)和体重(W)关系为W=1.518×10^(-5)L^(3.051)(R^2=0.962,n=2252),生长方程为Lt=419.989[1–e^(-0.225(t+0.172))];现有捕捞强度(F平均1.27/年)远超过种群开发可承受水平(F_(40%)=0.53,F_(0.1)=0.27,F_(20%)=0.94);YPR_(ave)=30.58 g,远低于YPR_(0.1)(36.73 g)和YPR_(max)(45.89 g);SBR=11.5%,低于20%的下限临界参考点。西江广东鲂种群资源已过度开发,处于补充型捕捞过度和生长型捕捞过度状态。目前珠江禁渔期制度的实施对广东鲂资源补充起到了良好作用,但提高开捕体长至250 mm资源恢复效果将更明显。

基于水声学的北江石角水库鱼类资源季节变动及行为特征研究

石角水库位于广东省北江清远水利枢纽和飞来峡水利枢纽之间,是北江干流第一座梯级电站河道型水库。由于水坝阻隔及其他人类涉水活动影响,库区渔业资源呈严重衰竭趋势。为了解其鱼类资源现状,采用分裂波束渔探仪EY60(120 k Hz,200 W)于2015—2016年对库区鱼类资源及种群行为特征进行调查评估。结果显示,鱼类密度、鱼类行为及垂直分布均存在明显的时空差异,且鱼类个体呈现小型化。2015年12月、2016年3月和2016年6月鱼类平均密度分别为(0.008±0.0125)ind/m3、(0.1601±0.1123)ind/m^3和(0.0405±0.0449)ind/m^3。不同季节鱼类密度存在显著差异(P<0.05),冬春季节(12月、3月)鱼类主要集中于库首区域,夏季(6月)库尾为高密度区域。从垂直分布来看,鱼类主要分布于4~12 m水层,且不同区域间存在显著差异(P<0.01)。不同季节鱼类洄游行为差异明显,具体表现为夏季鱼类主要从库首向库尾水平洄游,垂直方向为向下洄游,而冬季则相反。本研究初步探明石角水库鱼类资源分布及其行为特征,也表明声学方法在研究较大空间尺度鱼类行为方面的适用性,研究结果可为北江渔业资源管理与保护提供参考依据。

连江西牛鱼道过鱼效果及其影响因子研究

连江西牛鱼道是我国华南地区首座在水坝主体加建的过鱼通道。为了解其过鱼效果,于2013年1—12月采用张网法和堵截法对西牛鱼道过鱼种类、数量及其环境因子进行12次监测,共监测到鱼类41种,属4目9科33属,通过鱼道的鱼类以银鮈(Squalidus argentatus)、乐山小鳔鮈(Microphysogobio kiatingensis)、子陵吻鰕虎鱼(Rhinogobius giurinus)等小型鱼类为优势种群。不同季节鱼道过鱼种类和数量差别较大,4—6月过鱼种类和数量显著高于其他月份。对不同月份鱼道鱼类群落进行聚类分析(CLUSTER),可以将其分为3个类群。过鱼生物多样性指数8月最高、1月最低;丰富度指数5月最高、1月最低。对各月份采集的鱼类群落与水文因子进行冗余分析(RDA),发现流速、流量、上游水位和透明度这4个因子对过鱼效果影响显著(P<0.05)。

珠江水系鳗鲡资源空间分布特征研究

研究于2015—2017年对珠江流域12个站位的日本鳗鲡(Anguilla japonica)及花鳗鲡(Anguilla mar-morata)种群资源量与洄游路线等进行了初步调查,并对其资源量状况、空间分布特征与环境影响因素等进行了分析。结果显示在近3年的调查时间里,共采集到日本鳗鲡41尾,平均年龄为(4.2±1.3)龄,93%的个体未性成熟;采集到花鳗鲡12尾,平均年龄为(4.3±1.0)龄,83%的个体未性成熟。日本鳗鲡在珠江水系最远能分布到红水河的合山江段,其在渔获物中的数量百分比与重量百分比均低于百分之一;花鳗鲡最远能分布到西江的石龙江段,其在渔获物中的出现率低于两百分之一。珠江水系鳗鲡野生资源极度匮乏,保护形势十分严峻。同时发现日本鳗鲡空间分布主要受河流分维和河流宽度的影响;花鳗鲡的空间分布主要受河流宽度和水深的影响。该研究是珠江水系野生渔业资源长期调查的一部分,研究结果将对鳗鲡资源的保护和可持续利用具有指导意义。

人工鱼巢材料选择及实施效果影响因素分析

为找出最适合的人工鱼巢材料,形成产黏性卵鱼类产卵场修复技术,该研究于2019年3—5月在西江肇庆江段利用芦竹(Arundo donax)、芒草(Miscanthus sp.)、象草(Pennisetum purpureum)、蒲葵(Livistona chinensis)、仿真水草、尼龙网布共6种材料制作人工鱼巢,分析了材料及环境因素对鱼巢实施效果的影响。结果表明,鲤(Cyprinus carpio)鱼卵对黏附介质具有较强的偏好性,芦竹制作的鱼巢有卵黏附的比例和单件鱼巢黏附鱼卵数量均显著高于其他材料制作的鱼巢(P<0.05),可知芦竹是制作鱼巢的最佳材料。有卵黏附的比例和鱼卵数量均随着入水天数的延长而下降,主成分分析表明鱼巢入水天数是影响实施效果的最主要因素,径流量和水位的上涨可促使鲤到鱼巢产卵,而天气状况对鱼巢效果影响不大。此外,还讨论了鱼巢投放时间、地点对实施效果的影响。

基于渔业声学调查的珠江东塔产卵场鱼类栖息地适宜性研究

东塔产卵场是珠江最大的鱼类产卵场,同时也是多种珍稀特有鱼类的重要栖息地,对维持珠江中下游鱼类早期资源的补充及其多样性至关重要。为评估东塔产卵场鱼类的栖息地适宜性,基于2016—2019年的声学数据,通过热点分析,筛选出鱼类适宜分布的区域。以地形因子水深、坡度、坡向为栖息地指示因子,建立各因子适宜度指数范围,进而采用几何平均值法建立栖息地适宜性指数(Habitat suitability index,HSI)模型,并计算研究江段的HSI值。结果显示,东塔产卵场鱼类密度分布介于0.009~0.057尾·m^(−3);在时间上,鱼类密度呈逐年下降趋势,在空间上,鱼类分布整体自相关性不强,部分区域局部自相关性强,如产卵场沙洲邻近区域三年结果均为“热点区域”,大藤峡水利枢纽下游及石咀段出现“冷点区域”。该江段鱼类的适宜水深范围为5~8 m,适宜坡度范围为1.0°~1.5°(微斜坡),适宜坡向范围为90°~180°(东南方向)。通过HSI模型计算,得出研究江段HSI值介于0.02~0.95,平均值为0.31±0.22,高值区域集中出现在东塔产卵场的沙洲两侧,河流两侧也有零星分布,可能为鱼类潜在的适宜栖息区域;主航道基本为HSI低值区。利用2017年声学调查数据对HSI模型进行了验证,鱼类资源密度与HSI值呈线性正相关关系,表明该模型可较好地预测东塔产卵场的鱼类栖息情况,可用于江河鱼类栖息地适宜性分析与评价。

珠江肇庆江段赤眼鳟开口后仔、稚鱼的异速生长分析

运用实验生态学的方法,对珠江肇庆江段的赤眼鳟(Spualiobarbus curriculus)开口后仔稚鱼的异速生长及其生态学意义进行研究。结果表明,赤眼鳟开口后仔鱼的游泳、感觉和摄食器官快速分化,许多器官的发育存在异速生长:身体各部分中,头长、尾长和头高为正异速生长,腹长在开口后至20日龄为负异速生长,20日龄后为正异速生长;体高也存在正异速生长,但生长拐点(18日龄)前后均为正异速生长。在头部器官中均存在异速生长拐点,吻长、眼径和眼后头长的生长拐点分别是开口后23、19和16日龄。运动器官中,背鳍、腹鳍、臀鳍及尾鳍均存在异速生长,且分别在开口后18、19、17和14日龄达到生长拐点。游泳、感觉及摄食相关的器官的优先发育,使开口后的仔鱼在最短的时间内获得了与早期生存密切相关的各种能力,对适应复杂多变的外界环境具有重要的生态学意义。

珠江流域草鱼和鲢单位捕捞努力量渔获量时空分布特征及温度影响

文章采用随机等距抽样,调查了2016—2018年珠江流域9个采样点共计90艘船每天的渔获物产量及销售额。采用kruskal检验、广义加性模型和时间序列分析对草鱼(Ctenopharyngodon idellus)和鲢(Hypophthalmichthys molitrix)的单位捕捞努力量渔获量(Catch per unit effort,CPUE)时空变动特征及温度影响进行分析。结果显示,珠江流域草鱼和鲢产量在总渔获中占比分别为(6.6±8.1)%和(4.4±5.0)%,销售额占比分别为(6.0±8.2)%和(2.5±2.6)%;草鱼和鲢CPUE分别为(5.5±7.3)kg·(艘·月)−1和(5.6±10.3)kg·(艘·月)−1。草鱼和鲢CPUE在珠江中上游江段显著高于河口区域(P<0.05),与温度呈显著正相关关系(P<0.01),其时间变动主要受禁渔期影响;草鱼CPUE年际变化呈上升趋势,而鲢呈下降趋势。与历史数据相比,草鱼和鲢在渔获物中的质量占比均有明显增加,这可能主要得益于增殖放流和禁渔期制度。

珠江三种鲌亚科鱼类微卫星鉴别技术的建立

应用微卫星标记技术鉴别珠江3种主要鲌亚科鱼类广东鲂（Megalobrama terminalis）、鳊（Parabamis pekinensis）、海南红鲌（Culter recurviceps）.从GenBank和文献资料中初选3种鲌亚科鱼类的微卫星标记,设计108对微卫星引物,用PCR扩增3种鱼的基因组DNA,并用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测选出每种鱼的特异微卫星标记,共获得16个特异性标记.其中,微卫星标记F-524在广东鲂和海南红鲌中扩增的目的片段为309～320 bp,在鳊中无扩增条带;微卫星标记L-4在鳊和海南红鲌中扩增目的片段为160～201 bp,在广东鲂中无扩增条带;微卫星标记L-7在广东鲂和鳊中扩增的目的片段为160～190 bp,在海南红鲌中扩增的片段为123～143 bp.3个微卫星标记,单独使用1个特异性标记或几种特异性微卫星标记相结合,可快速从分子水平鉴别出广东鲂、鳊、海南红鲌,从而解决3种鲌亚科鱼类早期发育过程中形态比较相似,通过形态鉴定比较困难的问题.

淡水水体气泡的声学信号特征与识别研究--以乐昌峡水库为例

淡水湖泊和水库底部沉积物产生的甲烷(CH_(4))常以气泡方式从水中逸出,由于气泡目标强度(target strength,TS)分布范围与鱼类目标强度高度重合,导致信号误判而影响数据处理。2017年7月,使用分裂波束渔探仪Simrad EY60(120 kHz,200 W)在北江水系乐昌峡水库进行声学探测,研究不同航速下的信号类别,为水下气体跟踪、温室气体释放通量、水体底质演变及渔业资源评估提供参考依据。结果显示,气泡(多数)和鱼类(少数)为乐昌峡水库主要声学散射体,与鱼类信号的随机性相比,气泡具有一定的规律性,一直上升且水平位移较小,气泡与鱼类在相对游泳速度、垂直方向变化、目标轨迹的垂直变化等变量存在显著差异(P<0.01)。气泡在水中的平均上升速度为23.95 cm/s,95%置信区间为23.17~24.74 cm/s;平均气泡目标强度为-60.09 dB,分布范围为-73.82~-33.29 dB,半径范围0.20~21.65 mm;气泡在上升过程中速度逐渐减慢,半径逐渐减小,与水深呈显著相关关系(r=0.99,P<0.01)。船速<3 km/h,回波图能清晰分辨气泡和鱼体信号,可作为目标运动轨迹识别依据。