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国家级水产种质资源保护区承担着保护水产种质资源及其生存环境,并为苗种繁育场提供后备亲鱼等任务。湖北省具有极为丰富的水产种质资源,且高度重视国家级水产种质资源保护区的建设和管理。黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)和翘嘴鲐(Culter alburnus)均因具有较高的经济价值、遗传育种价值和生态价值而备受关注。全省将翘嘴鲌列为主要保护对象的水产种质资源保护区多达12处,黄颡鱼达8处。然而,当前部分保护区缺乏湖泊湖沼学与鱼类群落结构特征以及保护对象种群生物学特性研究。武汉市武湖和黄冈市太白湖分别是黄颡鱼和翘嘴鲌国家级水产种质资源保护区,亦存在上述问题。本研究以武汉市武湖和黄冈市太白湖为案例,针对湖区水体环境、鱼类群落结构和主要保护对象的基础生物学及其适生区开展研究,以期为鱼类资源保护、渔业管理以及水产种质资源保护区的划分提供理论依据。本研究主要结果和结论如下:
1.2017年10月至2018年7月以及2017年11月至2018年7月分别对武湖和太白湖水环境及鱼类群落结构特征进行为期一年的季度调查。武湖共采集到鱼类33种,水温、总氮、溶解氧和叶绿素a是影响武湖鱼类分布的主要环境因子,且水体中总氮水平已超过了中国地表水Ⅱ类标准(GB3838-2002)。太白湖目前仅调查到鱼类28种,水深、总氮、总磷、pH和溶解氧是影响太白湖鱼类分布的主要环境因子,且水体中的总氮和总磷水平均已超过地表水Ⅱ类标准(GB3838-2002)。
2.2017年10月至2018年9月以及2017年11月至2018年10月分别对武湖黄颡鱼和太白湖翘嘴鲐的年龄与生长进行为期一年的月度调查。武湖黄颡鱼的年龄与生长研究结果表明:(1)雌雄黄颡鱼全长与体重的关系式分别为W=5×10-5L2.7162(R2=0.9726,n=290)和W=8×10-5L2.6146(R2=0.985,n=226),均属异速生长;(2)雌性黄颡鱼的von Bertalanffy生长方程为Lt=221.31[1-e-0.4(t+0.24)]和Wt=117.07[1-e-0.4(t+0.24)]2.7162,其拐点年龄为2.26龄,对应的全长为139.89mm,对应的体重为33.68g;(3)雄性黄颡鱼的von Bertalanffy生长方程为Lt=314.05[1-e-0.27(t+0.32)]和Wt=270.24[1-e-0.27(t+0.32)]2.6146,其拐点年龄为3.24龄,对应的全长为193.95mm,对应的体重为76.64g。此外,武湖黄颡鱼的年龄结构指示由于长期的捕捞压力,黄颡鱼已出现了明显的低龄化趋势。太白湖翘嘴鲌的年龄与生长研究结果表明:(1)雌雄翘嘴鲌全长与体重的关系式分别为W=2×10-6L3.2159(R2=0.9714,n=230)和W=5×10-6L3.0135(R2=0.8831,n=242),均属异速生长;(2)雌性翘嘴鲌的von Bertalanffy生长方程为Lt=708.54[1-e-0.19(t+0.37)]和Wt=2934.38[1-e-0.19(t+0.37)]3.2159,其拐点年龄为5.78龄,对应的全长为488.30mm,对应的体重为886.29g;(3)雄性翘嘴鲌的von Bertalanffy生长方程为Lt=761.70[1-e-0.16(t+0.44)]和Wt=2416.72[1-e-0.16(t+0.44)]3.0135,其拐点年龄为6.45龄,对应的全长为508.76mm,对应的体重为716.22g。此外,太白湖翘嘴鲌的整体捕捞规格偏小,低于拐点年龄对应的全长与体重。因此,从个体生长潜能的角度出发,建议将太白湖翘嘴鲌的开捕体长(全长)确定在500mm以上。
3.2017年10月至2018年9月以及2017年11月至2018年10月分别对武湖黄颡鱼和太白湖翘嘴鲌繁殖生物学进行为期一年的月度调查。武湖黄颡鱼繁殖生物学的研究结果表明:(1)雌雄黄颡鱼群体比为1.28∶1,与1∶1差异极显著(P<0.01),表明性别比例失衡;(2)黄颡鱼的繁殖期为4-8月,繁殖高峰期为5-7月;(3)黄颡鱼的个体绝对繁殖力为2075-10214粒,平均为5382±209粒;全长相对繁殖力为12-56粒/mm,平均为29±1粒/mm;体质量相对繁殖力为10-101粒/g,平均为90±3粒/g。综上,建议将每年的5-7月设为武湖的禁渔期,或在每年的5-7月限制捕捞低龄黄颡鱼个体。太白湖翘嘴鲌繁殖生物学的研究结果表明:(1)雌雄翘嘴鱼白群体比为0.95∶1,与1∶1差异不显著(P>0.05),表明太白湖翘嘴鲌性别比例并未失衡;(2)翘嘴鲌的繁殖高峰期为5-7月;(3)翘嘴鱼白的个体绝对繁殖力为4510-493467粒,平均为50820±13400粒;全长相对繁殖力为13-777粒/mm,平均为118±22粒/mm;体质量相对繁殖力为21-385粒/g,平均为137±14粒/g。基于以上研究结果,建议将太白湖的禁渔期延长至7月。
4.对上述两种保护对象潜在栖息地以及影响其分布的主要生态条件进行相关研究。黄颡鱼适生区的研究结果表明:(1)随机森林模型预测黄颡鱼分布结果的AUC值高达0.971,表明模型泛化能力较强,预测效果较好;(2)平均温度日较差和最暖季度降水量是预测黄颡鱼潜在分布的最重要环境因子;(3)在未来气候变化条件下,黄颡鱼的栖息地中心逐渐脱离中国的东部和中部等地并北移,且其高适生区面积逐渐减少。翘嘴鲌适生区的研究结果表明:(1)随机森林模型预测翘嘴鲌分布结果的AUC值为0.945,表明模型泛化能力较强,预测效果较好;(2)最暖季度降水量和最湿季度平均温度是预测翘嘴鲌潜在分布的最重要环境因子;(3)在未来气候变化条件下,翘嘴鲌的栖息地中心逐渐脱离中国的东部和中部等地并北移,且其高适生区面积逐渐减少。
1.2017年10月至2018年7月以及2017年11月至2018年7月分别对武湖和太白湖水环境及鱼类群落结构特征进行为期一年的季度调查。武湖共采集到鱼类33种,水温、总氮、溶解氧和叶绿素a是影响武湖鱼类分布的主要环境因子,且水体中总氮水平已超过了中国地表水Ⅱ类标准(GB3838-2002)。太白湖目前仅调查到鱼类28种,水深、总氮、总磷、pH和溶解氧是影响太白湖鱼类分布的主要环境因子,且水体中的总氮和总磷水平均已超过地表水Ⅱ类标准(GB3838-2002)。
2.2017年10月至2018年9月以及2017年11月至2018年10月分别对武湖黄颡鱼和太白湖翘嘴鲐的年龄与生长进行为期一年的月度调查。武湖黄颡鱼的年龄与生长研究结果表明:(1)雌雄黄颡鱼全长与体重的关系式分别为W=5×10-5L2.7162(R2=0.9726,n=290)和W=8×10-5L2.6146(R2=0.985,n=226),均属异速生长;(2)雌性黄颡鱼的von Bertalanffy生长方程为Lt=221.31[1-e-0.4(t+0.24)]和Wt=117.07[1-e-0.4(t+0.24)]2.7162,其拐点年龄为2.26龄,对应的全长为139.89mm,对应的体重为33.68g;(3)雄性黄颡鱼的von Bertalanffy生长方程为Lt=314.05[1-e-0.27(t+0.32)]和Wt=270.24[1-e-0.27(t+0.32)]2.6146,其拐点年龄为3.24龄,对应的全长为193.95mm,对应的体重为76.64g。此外,武湖黄颡鱼的年龄结构指示由于长期的捕捞压力,黄颡鱼已出现了明显的低龄化趋势。太白湖翘嘴鲌的年龄与生长研究结果表明:(1)雌雄翘嘴鲌全长与体重的关系式分别为W=2×10-6L3.2159(R2=0.9714,n=230)和W=5×10-6L3.0135(R2=0.8831,n=242),均属异速生长;(2)雌性翘嘴鲌的von Bertalanffy生长方程为Lt=708.54[1-e-0.19(t+0.37)]和Wt=2934.38[1-e-0.19(t+0.37)]3.2159,其拐点年龄为5.78龄,对应的全长为488.30mm,对应的体重为886.29g;(3)雄性翘嘴鲌的von Bertalanffy生长方程为Lt=761.70[1-e-0.16(t+0.44)]和Wt=2416.72[1-e-0.16(t+0.44)]3.0135,其拐点年龄为6.45龄,对应的全长为508.76mm,对应的体重为716.22g。此外,太白湖翘嘴鲌的整体捕捞规格偏小,低于拐点年龄对应的全长与体重。因此,从个体生长潜能的角度出发,建议将太白湖翘嘴鲌的开捕体长(全长)确定在500mm以上。
3.2017年10月至2018年9月以及2017年11月至2018年10月分别对武湖黄颡鱼和太白湖翘嘴鲌繁殖生物学进行为期一年的月度调查。武湖黄颡鱼繁殖生物学的研究结果表明:(1)雌雄黄颡鱼群体比为1.28∶1,与1∶1差异极显著(P<0.01),表明性别比例失衡;(2)黄颡鱼的繁殖期为4-8月,繁殖高峰期为5-7月;(3)黄颡鱼的个体绝对繁殖力为2075-10214粒,平均为5382±209粒;全长相对繁殖力为12-56粒/mm,平均为29±1粒/mm;体质量相对繁殖力为10-101粒/g,平均为90±3粒/g。综上,建议将每年的5-7月设为武湖的禁渔期,或在每年的5-7月限制捕捞低龄黄颡鱼个体。太白湖翘嘴鲌繁殖生物学的研究结果表明:(1)雌雄翘嘴鱼白群体比为0.95∶1,与1∶1差异不显著(P>0.05),表明太白湖翘嘴鲌性别比例并未失衡;(2)翘嘴鲌的繁殖高峰期为5-7月;(3)翘嘴鱼白的个体绝对繁殖力为4510-493467粒,平均为50820±13400粒;全长相对繁殖力为13-777粒/mm,平均为118±22粒/mm;体质量相对繁殖力为21-385粒/g,平均为137±14粒/g。基于以上研究结果,建议将太白湖的禁渔期延长至7月。
4.对上述两种保护对象潜在栖息地以及影响其分布的主要生态条件进行相关研究。黄颡鱼适生区的研究结果表明:(1)随机森林模型预测黄颡鱼分布结果的AUC值高达0.971,表明模型泛化能力较强,预测效果较好;(2)平均温度日较差和最暖季度降水量是预测黄颡鱼潜在分布的最重要环境因子;(3)在未来气候变化条件下,黄颡鱼的栖息地中心逐渐脱离中国的东部和中部等地并北移,且其高适生区面积逐渐减少。翘嘴鲌适生区的研究结果表明:(1)随机森林模型预测翘嘴鲌分布结果的AUC值为0.945,表明模型泛化能力较强,预测效果较好;(2)最暖季度降水量和最湿季度平均温度是预测翘嘴鲌潜在分布的最重要环境因子;(3)在未来气候变化条件下,翘嘴鲌的栖息地中心逐渐脱离中国的东部和中部等地并北移,且其高适生区面积逐渐减少。