中华倒刺鲃保护生物学研究

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作者：

任泷

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摘要：

中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)隶属于鲤科(Cyprinidae),鲃亚科(Barbinae),倒刺鲃属(Spinibarbus),是我国的特有鱼类,具有较高的科研价值与经济价值.据历史资料记载,中华倒刺鲃曾广泛地分布于我国长江中上游水系,但近年来,由于过度捕捞,水利工程建设以及环境污染等频繁的人类活动影响,导致中华倒刺鲃的资源衰退明显,栖息地严重破坏,分布范围急剧缩减,目前已被列为长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区的保护对象之一.如何保护中华倒刺鲃的野生种群资源成为了当前急需解决的问题.本文以2012-2016年野外调查的原始数据作为基础,以资源量相对较丰富的赤水河种群作为主要调查对象,研究了中华倒刺鲃年龄与生长,繁殖生物学及食性分析等生物学特性,评估了2013-2016年赤水河赤水市江段4年来中华倒刺鲃的种群资源量的变化与现状,分析了赤水河,嘉陵江及清江3个长江中上游流域群体间的形态差异及判别方法,探讨了水体中的新型重金属纳米银对中华倒刺鲃胚胎及幼鱼阶段的毒性影响,最后根据中华倒刺鲃生物学特性以及资源分布现状,对中华倒刺鲃种群资源的管理与保护提出合理性建议.本文主要研究结论如下:1.2012年11月至2013年10月,在赤水河中下游(茅台镇至合江县)共采集样本622尾,对中华倒刺鲃的年龄与生长进行了研究.研究结果表明,中华倒刺鲃鳞片上呈现疏带与密带交替排列的年轮特点,年轮较为清晰,鳞片上新轮形成高峰期为每年的4-6月.渔获物体长分布范围为105-516mm,年龄分布范围为1-5龄;体长与体重的关系为雌鱼:W=0.0143L~(3.26),雄鱼:W=0.0485L~(2.87).Von Bertalanffy生长方程为雌鱼:L_t=63.2[1-e~(-0.2270(t+0.3224))],W_t=7055.0[1-e~(-0.2270(t+0.3224))]~(3.261);雄鱼:L_t=60.8[1-e~(-0.2149(t+0.4463))],W_t=6738.2[1-e~(-0.2149(t+0.4463))]~(2.870).雌鱼与雄鱼的生长拐点年龄分别为4.87龄和4.46龄,渔获物中有93.7%样本的年龄低于拐点年龄,说明赤水河种群资源的开发方式不合理,这也是导致赤水河中华倒刺鲃种群资源衰退的主要原因.2.2015年10月至2016年12月,在赤水河赤水市江段共采集样本783尾,对中华倒刺鲃的繁殖生物学进行了研究.结果显示,在繁殖季节,中华倒刺鲃雄性性成熟个体吻端及眼鼻周围分布珠星,雌性一般无珠星分布.雌性初次性成熟年龄为3.9龄,最小性成熟体长388.0mm;雄性初次性成熟年龄为3.0龄,最小性成熟体长320.0mm.根据性腺发育程度和性体指数(GSI)的月变化结果显示,中华倒刺鲃繁殖期为4-6月,5月为繁殖高峰期.通过卵径分布频率来判断,中华倒刺鲃属于分批产卵型鱼类.绝对繁殖力为19511-59295(33502.2±15742.4)粒/尾,相对繁殖力为9.7-16.8(13.3±1.5)粒/g.绝对繁殖力与体长和体重呈显著的线性关系.3.2015年10月至2016年12月,在赤水河赤水市江段共采集样本405尾,对中华倒刺鲃的食性进行了分析.结果显示,中华倒刺鲃摄食节律的月变化存在显著性差异,全年的摄食强度较大,高峰期为每年的3月和9-11月.基于优势指数的分析结果可以知道,中华倒刺鲃是以水生植物为主要食物的广食性鱼类,其食物组成包括藻类,浮游动物,水生昆虫,软体动物,水生植物以及有机碎屑,在幼鱼阶段主要摄食浮游生物和有机碎屑,当体长超过100mm后开始摄食水生植物,水生昆虫以及软体动物,食物组成随自身生长发育逐渐趋于稳定.中华倒刺鲃全年均以水生植物为主食,秋冬两季会增加大型无脊椎动物的摄食比例.生长发育阶段和季节变化是导致食物组成差异的主要因素.4.用体长股分析法评估了2013-2016年赤水河赤水市江段中华倒刺鲃种群资源量,结果显示4年的资源量分别为255569,217468,190192和174365尾,呈逐年下降趋势.此外,资源量衰退还体现在CPUE下降,所占该江段的渔获物比例减少,渔获物体长规格变小以及MSY下降等方面.通过野外调查发现,过度捕捞,涉水作业和环境污染等人为因素干扰是导致赤水河中华倒刺鲃资源衰退的主要原因.5.2013年5月至2013年11月,于嘉陵江,赤水河和清江3条长江中上游支流采取中华倒刺鲃样本共288尾,结合传统形态学和框架分析法,采用单因素方差分析,聚类分析,主成分分析和判别分析法对中华倒刺鲃3个野生群体的形态差异进行比较研究.单因素方程结果表明,3个群体共有29个比例性状存在显著性差异;聚类结果显示,嘉陵江群体与赤水河群体首先聚为一类,二者形态相似,与清江群体形态差异较大;主成分分析构建了8个主成分,累计贡献率为62.93%;用Bayes判别法逐步筛选出了16个判别效果较好的比例性状,并建立了准确识别3个中华倒刺鲃群体的判别函数,综合判别率达到99.31%.3个群体属于群体间的形态分化,未达到亚种水平,差异最明显的性状为反映体高,尾柄长度和尾柄高度的3类性状.栖息地环境差异和地理位置远近是影响中华倒刺鲃3个群体间形态差异的主要原因.6.以斑马鱼为参照对象,探讨了纳米银对中华倒刺鲃胚胎及幼鱼的毒性效应.纳米银对中华倒刺鲃胚胎有较高毒性,96h的LC_(50)浓度为0.96mg/L,纳米银能增加胚胎的死亡率,死亡率与暴露时间和暴露浓度有关.纳米银对胚胎发育的影响主要有脊椎弯曲,头部变形等形体发育畸形和血红蛋白减少,心率下降等造血发育异常,同时能抑制胚胎的孵化率,延长孵化时时间,呈现明显的剂量-反应关系.在胚胎阶段,中华倒刺鲃对纳米银的耐受程度明显低于斑马鱼.中华倒刺鲃幼鱼在纳米银溶液中暴露96h后,肝脏内的SOD,CAT和GSH-Px的活性呈先上升再下降趋势,MDA的含量持续上升,说明纳米银能对中华倒刺鲃幼鱼造成氧化损伤.7.酷渔滥捕,水利工程建设以及水域环境污染是导致中华倒刺鲃野生种群资源衰退的主要原因.针对中华倒刺鲃当前所面临的严峻形势,我们尝试提出以下建议:首先,完善中华倒刺鲃的基础研究工作;其次必须强调生态优先的原则,建立生态补偿机制,划定自然保护区,修建过鱼设施,积极开展人工增殖放流;再次,加强渔业执法力度,降低捕捞强度,严格限制渔具网目大小,严惩电打鱼,毒鱼等违法相关法律法规的捕捞方式;此外,控制点源污染,改革现有污水处理体制,加强沿江地区的农村面源污染防治工作,改善农业生态.上述建议有利于中华倒刺鲃野生种群资源的保育与恢复.

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学位级别：

博士

学位年度：

2018