贵州习水国家级自然保护区(以下简称习水保护区)坐落于贵州省遵义市习水县，地跨习水县和赤水市，拥有51 911 hm²的权属管理面积，并设有6个管理站^[1]。习水保护区区域位置独特，溪流纵横交错，是贵州省面积最大的国家级自然保护区。习水保护区不同区域的环境和气候相差悬殊，复杂的生境条件孕育了丰富的水生生物资源，是众多长江上游珍稀特有鱼类的重要栖息地，具有较高的科研及保护价值^[2-3]。

目前，国内外针对鱼类的研究已有大量报道。随着研究的不断深入，相关领域已从初期的鱼类丰度及生物量^[4-5]、群落结构及生物多样性^[6-7]，逐步拓展至鱼类与其他水生生物的相互关系^[8]、鱼类与非生物因子的关系^[9-11]以及分子机制^[12-13]的研究。此外，还有学者通过分析鱼类群落的变化来评估水环境质量^[14]，使研究从理论阶段迈向实践应用。我国在自然保护区鱼类研究领域也有大量文献报道，如有学者对吉林莫莫格国家级自然保护区^[15]、毕拉河国家级自然保护区^[16]、长江天鹅洲白鱀豚国家级自然保护区^[17]、陕西紫柏山国家级自然保护区^[18]、长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区^[19]等进行了研究。目前关于习水保护区水生生物资源的研究相对匮乏，尤其是针对鱼类的研究，至今仍缺乏系统性的整理与报道。虽然已有研究聚焦于赤水河^[3]和习水河^[20]流域的鱼类，但其研究区域并未完全覆盖习水保护区，且未全面整合整个保护区的鱼类资源，因此难以系统呈现习水保护区的鱼类资源现状。鱼类作为水生生态系统食物网中的高级消费者，具有生命周期长、活动能力强、个体较大等特征^[21]。在淡水生态系统中，维持鱼类的多样性是渔业可持续发展的基础，故开展鱼类群落结构和多样性特征的研究，对渔业资源管理和淡水生态系统的保护具有重要意义，也是当前水生生态学研究的热点之一^[22-23]。

为探究习水保护区鱼类资源现状，本研究以习水保护区内的河流为研究区域，以各管理站为划分单元，从鱼类的物种组成、生态类型、优势种、群落结构及物种多样性特征等方面展开分析，并研究鱼类分布与水环境因子的关联性，为该保护区鱼类资源保护和水生态管理提供理论基础和科学依据。

1 材料与方法 1.1 研究地点和采样时间

本研究以习水保护区各管理站为划分单元，分别于2022年3月、7月、11月、12月对该保护区进行4次系统采样调查，每个管理站设置3个采样断面，共15个采样点，即三岔河(S1、S2、S3)、大白塘(S4、S5、S6)、长嵌沟(S7、S8、S9)、蔺江(S10、S11、S12)、小坝(S13、S14、S15)。因长坝管理站无成型河流分布，均为浅溪，无法开展鱼类相关调查，故不作为研究区域。每个采样点均测定水环境理化因子并采集鱼类，具体位置见图 1。使用ArcGIS 10.2软件绘制采样图。

1.2 鱼类采集及鉴定

根据《渔业生态环境监测规范第3部分：淡水》(SC/T 9102.3-2007)^[24]，使用地笼和刺网采集鱼类。在每个采样点内，分别放置两只地笼和两张刺网。刺网的规格为1.5 m×20.0 m，网目内层30 mm，外层50 mm。地笼由10个节点和2个尾部组成，每个节点的长度×宽度×高度为0.5 m×0.2 m×0.3 m，网目为10 mm，经过拉伸后的长度为6 m，底部配备小石子，可以起到沉降的作用。刺网可采集全部水层的鱼类，地笼主要采集底层鱼类，放置地笼与刺网后第2天收取鱼类样本。

鱼类的鉴定参考《中国动物志硬骨鱼纲银汉鱼目鳉形目颌针鱼目蛇鳚目鳕形目》^[25]、《中国动物志硬骨鱼纲鲤形目(中卷)》^[26]、《中国动物志硬骨鱼纲鲤形目(下卷)》^[27]、《贵州鱼类志》^[28]等专著。采取现场鉴定的方式，使用量鱼板、游标卡尺、电子天平等工具现场测量体长(精确到1 mm)与体质量(精确到0.1 g)，不确定的种类测定体长和体质量后用95%的酒精分类保存并标号，带回实验室鉴定。

1.3 水环境因子测定

水样的采集参考《地表水和污水监测技术规范》(HJ/T 91-2002)^[29]，测定水温(WT)、溶解氧(DO)、酸碱度(pH值)、电导率(Cond)、高锰酸盐指数(COD_Mn)、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH₄⁺-N)、叶绿素a(Chl a)等指标。其中WT、pH值和Cond采用HI98194多功能水质检测仪(美国HANNA公司)现场进行测定，COD_Mn采用酸性法测定^[30]、TN采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法(GB/T 11894-1989)测定^[31]、TP采用钼酸铵分光光度法(GB/T 11893-1989)测定^[32]、NH₄⁺-N利用纳氏试剂分光光度法(HJ 535-2009)测定^[33]，Chl a采用分光光度法(SL 88-2012)测定^[34]，每个指标均测量3次，取平均值。

1.4 数据处理 1.4.1 鱼类优势度与物种多样性

鱼类优势度用相对重要性指数(IRI)评定，采用Shannon-Wiener多样性指数(H′)、Margalef丰富度指数(D)和Pielou均匀度指数(J)分析习水保护区鱼类物种多样性^[35]。在Excel 2021软件进行数据计算，使用Origin 2021软件绘图。具体计算公式如下：

$ \begin{aligned} \mathrm{IRI} & =\left(N_i+W_i\right) \times F_i, \\ H^{\prime} & =-\sum\limits_{i=1}^S\left[\frac{n_i}{N} \times \ln \frac{n_i}{N}\right], \\ D & =\frac{S-1}{\ln N}, \\ J & =H^{\prime} / \log _2 S, \end{aligned} $

式中，N_i表示物种i的丰度占总渔获物的百分比；W_i表示物种i的生物量占总渔获物的百分比；F_i表示物种i在渔获物中出现的频率；S表示物种数；n_i表示物种i的个体数；N表示所有物种的总个体数。IRI≥500，为优势种；100≤IRI＜500，为重要种；10≤IRI＜100，为常见种；1≤IRI＜10，为一般种；IRI＜1，为稀有种^[36]。

1.4.2 鱼类生态类型划分

参考文献[37-38]，本研究从食性、水流偏好、栖息水层、产卵类型等4个方面对采集的鱼类进行生态类型划分。食性分为肉食性、植食性和杂食性，水流偏好分为广适型、亲流型、缓流或静水型，栖息水层分为上层、下层、底层，产卵类型分为漂流性卵、沉黏性卵和其他产卵。

1.5 统计分析 1.5.1 差异显著性检验

为检验习水保护区鱼类群落结构特征和物种多样性指数的时空变化显著性，采用单因素方差分析和Kruskal-Wallis检验进行统计分析。若数据符合正态分布和方差齐性时，使用单因素方差分析；若不符合则使用Kruskal-Wallis检验，相关分析在IBM SPSS Statistics 27.0软件中进行^[39]。

1.5.2 群落结构的稳定性

利用丰度/生物量比较曲线(ABC曲线)来判断鱼类群落的稳定性及鱼类群落受干扰的程度^[40]，在Primer 5.0软件中分析与制图。计算公式如下：

$ W=\sum\limits_{i=1}^S \frac{\left(W_i-N_i\right)}{50(S-1)}, $

式中，W为统计量。当丰度优势度曲线位于生物量优势度曲线之下时，W为正，表明群落结构较稳定且未受干扰；反之W为负，表明群落结构受到干扰^[41]。

1.5.3 群落结构分析

用等级聚类(Cluster)分析和非度量多维尺度(NMDS)分析将鱼类群落划分不同的组，建立Cluster图和NMDS排序平面图^[42]。根据胁强系数(Stress)检验NMDS的优劣：Stress＜0.05时拟合极好，0.05≤Stress＜0.1时拟合较好，0.1≤Stress＜0.2时拟合一般，0.2≤Stress＜0.3时拟合较差^[43]。在Primer 5.0软件中分析与制图。

1.5.4 群落结构与水环境因子的关系

对各采样点鱼类群落结构和水环境因子进行去趋势对应分析(DCA)，根据排序轴梯度值确定分析方法。当排序轴的梯度值>4时，应选择典范对应分析(CCA)；当排序轴的梯度值＜3时，应选择冗余分析(RDA)；当排序轴的梯度值介于3和4之间时，使用两种分析方法均可^[11]。在Canoco 5.0软件中分析与制图。

2 结果与分析 2.1 鱼类组成及优势种

经采样调查，保护区共有鱼类3目7科35种，其中鲤形目(Cypriniformes)占比最多(28种，占80.0%)，其次是鲇形目(Siluriformes，5种，占14.3%)，鲈形目(Perciformes)占比最少(2种，占5.7%)，未发现国家保护和珍稀濒危鱼类(表 1)。

鱼类的生态类型如表 1所示。从食性来看，杂食性鱼类有18种，占总种数的51.4%；肉食性鱼类有11种，占总种数的31.4%；植食性鱼类有6种，占总种数的17.1%。从鱼类的水流偏好来看，喜好广适型的鱼类有14种，占总种数的40.0%；喜好亲流型的鱼类有15种，占总种数的42.9%；喜好缓流或静水型的鱼类有6种，占总种数的17.1%。从鱼类的栖息水层来看，上层鱼类有6种，占总种数的17.1%；下层鱼类有13种，占总种数的37.1%；底层鱼类有16种，占总种数的45.7%。从产卵类型来看，产漂流性卵的鱼类有4种，占总种数的11.4%；产沉黏性卵的鱼类有31种，占总种数的88.6%。

相对重要指数结果(表 1)显示，在4次采样调查中，鱼类优势种有6种，重要种有12种，常见种有16种，一般种有2种。2022年3月的优势种为麦穗鱼(Pseudorasbora parva)、白甲鱼(Onychostoma sima)、云南光唇鱼(Acrossocheilus yunnanensis)。2022年7月的优势种为四川华鳊(Sinibrama taeniatus)、麦穗鱼、高体鳑鲏(Rhodeus ocellatus)、云南光唇鱼。2022年11月和12月的优势种组成一致，为麦穗鱼、高体鳑鲏、黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)、云南光唇鱼。麦穗鱼和云南光唇鱼在4次采样中均为优势种。

2.2 鱼类群落结构特征 2.2.1 物种数与个体数的变化特征

习水保护区鱼类物种数和个体数在不同时空下存在差异(图 2)。时间上，物种数和个体数均在2022年7月(平均为8种、105尾)最多，2022年11月的物种数(平均为5种)最少，但2022年12月个体数(平均为63尾)最少。物种数在时间上整体为7月>12月>3月>11月，个体数整体为7月>11月>3月>12月，但Kruskal-Wallis检验表明各月份间个体数、物种数差异均不显著(P>0.05)。

空间上，物种数在大白塘管理站(平均为8种)达到最高，在三岔河管理站(平均为6种)最少，其余3个管理站物种数(平均为7种)相同。个体数在长嵌沟管理站(平均为177尾)达到最高，在大白塘管理站(平均为27尾)最少。个体数在空间上整体为长嵌沟管理站>小坝管理站>三岔河管理站>蔺江管理站>大白塘管理站。单因素方差分析表明，各管理站的物种数无显著性差异(P>0.05)，但长嵌沟管理站的个体数与其余4个管理站的个体数呈显著性差异(P＜0.05)，大白塘管理站的个体数与其余4个管理站的个体数也存在显著性差异(P＜0.05)。

2.2.2 多样性指数变化特征

习水保护区鱼类多样性指数在不同时空下存在差异(图 3)。时间上，Shannon-Wiener多样性指数与Pielou均匀度指数均在2022年7月达到最高，分别为2.15、0.72。Shannon-Wiener多样性指数与Margalef丰富度指数均在2022年11月最低，分别为1.58、2.52。Margalef丰富度指数的最大值出现在2022年12月，为3.84。Pielou均匀度指数在2022年3月最低，为0.63。单因素方差分析结果显示，2022年11月的Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数与其他月份均存在显著性差异(P＜0.05)，其他指数在时间上无显著性差异(P>0.05)。

空间上，Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数均在大白塘管理站达到最高，分别为2.13、3.42、0.82。Shannon-Wiener多样性指数在三岔河管理站最低，为1.52；Margalef丰富度指数在小坝管理站最低，为2.01；Pielou均匀度指数在长嵌沟管理站最低，为0.47。单因素方差分析结果显示，大白塘管理站的Margalef丰富度指数与其他管理站存在显著性差异(P＜0.05)，其他指数在空间上均无显著性差异(P>0.05)。

2.2.3 ABC曲线

如图 4所示，鱼类群落的丰度优势度曲线位于生物量优势度曲线之上且出现交叉现象，W < 0，说明保护区鱼类群落结构处于不稳定状态，鱼类群落多以r选择物种为主，如麦穗鱼、云南光唇鱼、四川华鳊、黄颡鱼等鱼类，群落结构受到严重干扰。2022年3月受干扰程度最小，为中等程度干扰，曲线开端时生物量优势度曲线位于丰度优势度曲线之上，相交后丰度优势度曲线位于生物量优势度曲线之上。其余3个月份的丰度优势度曲线均位于生物量优势度曲线之上，两条曲线出现相交，鱼类群落结构受到严重干扰。

2.2.4 群落结构聚类分析

由图 5可知，习水保护区鱼类Cluster和NMDS排序结果一致，Stress为0.09，拟合度较好，可将习水保护区鱼类群落分为3组：大白塘管理站为第1组，蔺江管理站和小坝管理站为第2组，三岔河管理站和长嵌管理站为第3组。大白塘管理站属习水河，在保护区范围内水流较湍急，鱼类组成以泉水鱼(Pseudogyrinocheilus prochilus)、䱗(Hemiculter leucisculus)、马口鱼(Opsariichthys bidens)、四川华吸鳅(Sinogastromyzon szechuanensis)、白甲鱼等喜急流的鱼类为主。蔺江管理站和小坝管理站属赤水河下游支流，保护区范围内水流较习水河缓和，鱼类组成以四川华鳊、短须颌须鮈(Gnathopogon imberbis)、吻鮈(Rhinogobio typus)、黄颡鱼、切尾拟鲿(Pseudobagrus truncatus)等喜缓流的鱼类为主。三岔河管理站和长嵌管理站属习水河流域，鱼类组成以斑带条鳅(Nemacheilus fasciolatus)、红尾条鳅(Nemachilus berezowskii)、小鳈(Sarcocheilichys parvus)、小黄黝鱼(Micropercops cinctus)等鱼类为主。习水保护区各区域鱼类分布差异性明显。

2.3 鱼类群落结构与水环境因子的关系

以习水保护区鱼类的丰度值为响应变量进行DCA，其排序轴长均大于3，故选择CCA探讨保护区鱼类与水环境的关系。第一轴和第二轴的累计解释变化率为29.36%，物种与水环境同前两轴的相关系数分别为91.45%和82.19%(表 2)。习水保护区鱼类群落结构与水环境因子CCA排序图(图 6)显示，影响习水保护区鱼类群落结构的主要环境因子有TN(P=0.002)、Cond(P=0.002)、DO(P=0.002)与WT(P=0.004)。鲫(Carassius auratus)、高体鳑鲏、中华鳑鲏(Rhodeus sinensis)、黄颡鱼、黄鳝(Monopterus albus)、小黄黝鱼与TN呈正相关。鲫、高体鳑鲏、中华鳑鲏与WT呈正相关。黄颡鱼、黄鳝、小黄黝鱼、子陵吻虾虎鱼(Rhinogobius giurinus)与DO呈正相关。大眼华鳊(Sinibrama macrops)、宽鳍鱲(Zacco platypus)、昆明裂腹鱼(Schizothorax grahami)、云南光唇鱼与Cond呈正相关，与COD_Mn呈负相关。习水保护区水环境因子对鱼类群落结构的影响较明显。

3 讨论 3.1 习水保护区鱼类物种组成及优势种

习水保护区的河流包括习水河及赤水河部分中下游支流，在保护区范围内多以典型的山区型河流为主，静水、浅滩、缓流、急流错落分布。保护区鱼类组成以鲤形目占绝对优势，这与赤水河^[3]、习水河^[20]乃至大部分长江流域^[44]的鱼类区系组成基本一致，其中四川华鳊、昆明裂腹鱼、宽口光唇鱼(Acrossocheilus monticola)和四川华吸鳅等长江流域特有鱼类在习水保护区内均有分布，且无典型外来入侵物种。通过比较发现，保护区现存鱼类物种数低于其他长江一、二级支流，如安宁河(52种)^[45]、黑水河(44种)^[46]、大汶溪(41种)^[47]、南广河(64种)^[48]、大宁河(68种)^[49]、小江(74种)^[50]和香溪河(48种)^[51]等，主要原因是保护区存在零星捕捞和涉水行为，这可能直接造成鱼类资源衰减；也可能与调查方法有关，本研究为遵守“长江十年禁渔”的相关政策，仅使用网捕法进行调查，未使用毒鱼、电鱼等直接威胁鱼类物种多样性及资源的调查手段; 还有可能是由保护区生境条件所致，如卜倩婷等^[52]研究发现，山区型河流环境容纳量较小且栖息地相对简单，可能会导致鱼类物种多样性较其他生物类群低。方冬冬等^[53]对长江中游鱼类群落结构及多样性进行研究，结果显示鱼类组成均以小型鱼类为主，大型鱼类占比极少；长江中游的经济鱼类占比大幅度减少，鱼类趋于小型化和低龄化，与本研究结果一致。

按照鱼类体型大小划分标准^[54]，习水保护区的鱼类群落优势种均为小型鱼类。韩军军等^[55]研究发现，麦穗鱼食性广，繁殖能力和适应性较强且喜好吞食鱼卵，对其他鱼类的产卵和繁殖行为干扰较大，在水生生态环境中与其他鱼类形成竞争关系且具有较大的竞争优势。云南光唇鱼为西南地区特有的鱼类，常栖息于水体清新、无污染的山区溪流中，其生长快、分布广、病害少，习水保护区的生境条件使其成为优势种^[56]。生态类型方面，习水保护区鱼类以杂食性鱼类为主，肉食性鱼类种类较少，说明习水保护区处于高营养级的鱼类数量相对较少，水生生态环境更加适合杂食性鱼类生存。从鱼类的水流偏好来看，习水保护区喜亲流型鱼类物种数最多，与保护区河流生境特征相符，亦符合内陆河流鱼类组成的特点。

3.2 习水保护区鱼类群落结构特征

物种多样性指数是评价群落中物种多样性的重要指标^[57]，多样性指数越高，物种越丰富，个体分布越均匀^[58]。本研究结果显示，时间上，鱼类物种数、个体数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均在2022年7月最高，这可能与夏季温度升高导致鱼类活动频率增加^[59]有关。大白塘管理站水流较湍急，其余管理站水流较缓，而保护区喜急流的鱼类较多，故大白塘管理站的物种多样性最高。三岔河管理站受人为干扰最严重，故该管理站鱼类的物种多样性较低。长嵌沟管理站分布有大量的麦穗鱼和鳑鲏属(Rhodeus)鱼类，还有鳅科(Cobitidae)、黄鳝等肉食性鱼类，故该管理站鱼类个体数最多。值得注意的是，习水保护区鱼类物种多样性指数相对偏低，应加强保护和管理。

习水保护区鱼类群落ABC曲线的W < 0，丰度优势度曲线位于生物量优势度曲线之上且出现交叉现象，说明保护区鱼类群落结构处于不稳定状态，受到不同程度干扰。鱼类群落以生长快、个体小的r选择物种为主^[60]，如麦穗鱼、云南光唇鱼、四川华鳊、黄颡鱼等。受地理环境因素和人为活动干扰的影响，习水保护区鱼类分布具有明显的区域性。Cluster和NMDS结果显示，习水保护区鱼类群落在空间上可分为3组。第1组为大白塘管理站，以泉水鱼、四川华吸鳅、白甲鱼等喜急流的鱼类为主，符合其水流湍急的生境。第2组为蔺江管理站和小坝管理站，属赤水河下游支流，在保护区范围内水流较缓，且随海拔下降，赤水河下游两岸景观多以丹霞地貌和丘陵为主，进而导致泉水鱼、鳅科等鱼类减少，四川华鳊、短须颌须鮈、黄颡鱼、切尾拟鲿等喜缓流的鱼类逐渐增多，符合鱼类群落结构的周转格局^[61]。第3组为长嵌沟管理站和三岔河管理站，属习水河流域，长嵌沟管理站靠近习水县城，附近餐馆和鱼庄较多，水系复杂、溪流河床宽窄不均、溪流深浅不一，且地处交通要道，大型货车频繁通行，导致汽车尾气和灰尘污染较严重；三岔河管理站位于遵义市习水中国丹霞谷景区，景区内有养蜂基地、生态文明教育基地、寺庙、农家乐等场所，人类活动较频繁，受干扰因素较多，故该组主要以斑带条鳅、鳑鲏属鱼类、麦穗鱼和小黄黝鱼等具有一定耐受力的鱼类为主。

3.3 习水保护区鱼类群落结构与水环境因子的关系

习水保护区的鱼类物种数、个体数、多样性指数在不同季节均存在差异，表明习水保护区鱼类群落结构受到非生物因素的影响。影响习水保护区鱼类群落结构的主要环境因子有WT、DO、TN和Cond。郝好鑫等^[62]研究发现，WT对鱼类的繁殖、生长、分布和迁徙具有重要影响。鳑鲏属鱼类为温水性鱼类，对水温变化反应较敏感。此外，习水保护区地域面积广，不同区域温差较大，蔺江管理站与小坝管理站位于土城镇，因与其他管理站海拔悬殊而导致同季节气温偏高，这也是造成水温差异的原因。DO与黄颡鱼、黄鳝、子陵吻虾虎鱼等小型食肉性鱼类相关性较强，符合肉食性鱼类高耗氧的特点^[59]。曹龙智^[63]研究发现，Cond是影响鱼类群落结构的重要环境因子，尤其对植食性和杂食性鱼类影响较显著，与本研究结果一致。习水保护区的鲫、黄颡鱼、黄鳝、小黄黝鱼、鳑鲏属鱼类与TN呈正相关。杨柏贺等^[64]的研究表明，氮元素是水生生态系统中鱼类生长、繁殖和代谢等重要生命活动必要的营养盐，也是水体初级生产力和污染程度的关键指标，因此TN水平会影响鱼类群落的时空分布。

4 结论

本研究系统调查了习水保护区的鱼类资源现状及物种多样性，结果表明，习水保护区鱼类组成以小型鱼类为主，鲤形目占绝对优势，群落结构受到一定程度干扰且不稳定，物种数和多样性指数相对偏低。这一现象可能与保护区河流生境条件相对简单、环境容纳量小、人为干扰及调查方式的差异等综合因素有关。同时，习水保护区的鱼类群落结构在时间上和空间上呈现明显的差异性，TN、Cond、DO和WT是影响习水保护区鱼类群落结构的主要环境因子。习水保护区河流全域属长江水系，是长江流域珍稀及特有鱼类的重要栖息地，但鱼类群落结构较脆弱，物种多样性偏低，建议根据其水生生态环境的具体情况来完善水生态保护的相关措施，加强生物多样性保护，以确保其朝着健康有序的方向发展。

本研究初步探明了习水保护区鱼类群落结构及物种多样性特征，为国内鱼类生态研究补充了基础数据，同时为鱼类多样性保护以及资源合理利用提供了理论依据，对习水保护区水生生态保护及管理具有重要的科学指导作用。但是，目前对习水保护区水生生物资源的相关研究仍较匮乏，本团队还处于初步探索阶段，对习水保护区鱼类的研究仅涉及群落结构及物种多样性，后续研究将逐步引入生物完整性指数评估、营养生态位分析、环境DNA技术应用及分子生物学等多元方法，以系统完善对习水保护区鱼类生态的研究。