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长江是我国第一大河流,干流全长6380km,流域面积达180万km2。长江流域鱼类物种多达416个种和亚种(其中特有种177种),录属于16目33科,占我国淡水鱼类总数的40%。鉴于长江流域独特的生境和丰富的生物多样性,世界野生动物基金会将其列为全球200个生态热点区并进行优先、重点保护。然而,由于水利工程建设导致的栖息地生境破碎化和片段化,过度捕捞,水域污染、外来种入侵等原因,长江鱼类资源面临着严重威胁,鱼类种群数量自20世纪70年代开始下降,并在随后的几十年内,下降速度不断加剧。面对众多的受胁物种和非常有限的保护资金,了解鱼类的生活史特征和受胁特征,制定合适的宏观保护策略显得非常迫切。 本论文收集长江流域代表性鱼类物种的生物学资料,进行了生命表分析、弹性分析、种群生存力分析和遗传多样性分析,期望获得长江鱼类种群动态特征并提出合理的保护措施。获得的主要结果如下: 1.收集了83种长江鱼类物种的生活史数据,编制了它们的生命表,并进行了弹性分析,计算每个物种的主要生活史参数(年龄特定的存活率和繁殖力)对种群周限增长率λ[In(λ)=r,内禀增长率]的贡献比例。生命表分析显示,长江鱼类早期(0年)的存活率极低,90.4%的物种存活率聚集于0.00001-0.01之间,并且都表现为典型的Ⅲ型存活曲线;长江鱼类的寿命多数较短,93.98%的物种不到10龄,75.9%的物种4到8龄,71.08%个体存活时间低于2个世代。弹性分析显示,长江鱼类呈现生活史快慢连续体:连续体的一端繁殖力对种群的增长率贡献最大,幼鱼和成鱼存活率的弹性值低,性成熟早,世代时间短,典型代表性鱼类有麦穗鱼、沙塘鳢、似鳊、棒花鱼、张氏(祭)、蛇鮈、高体近红鲌、吻鮈、凤鲚、黄颡鱼、黑鳍鳈、异鳔鳅鮀等12种,多为我国的广布种和高丰度物种;连续体的另一端代表的是性成熟晚,世代时间长,繁殖力弹性值低,成鱼和幼鱼存活率对种群增长率贡献率高,这些物种中,许多是濒危物种和上游的特有种。依据弹性分析可知,长江鱼类多数物种成鱼和幼鱼的存活率对种群增长率的贡献率大于繁殖力,因此应在鱼类的成鱼和幼鱼阶段,开展重点保护,以保证较高的存活率。本研究建议通过控制渔业压力来保护和管理幼鱼和成鱼的存活。 2.采用VORTEX软件包计算了37种长江鱼类(录属于4目8科)的最小可存活种群大小(minimum viable population:MVP)和种群增长率(r)。MVP最小为花(鳙)(12),最大为鳙(320),均值为114。种群增长率最小为中华鲟(0.09),最大为花(鳙)(0.47)。MVP与生活史属性(如性成熟年龄、世代时间和繁殖力)呈显著的正相关,生活史快的一端,MVP低,反之,MVP高。而种群增长率与性成熟年龄、世代时间和繁殖力呈显著的负相关,同时,生活史类型较快的鱼类拥有高的种群增长率,而生活史类型较慢的鱼类,其种群增长率则较低。MVP与种群增长率也呈显著的负相关。因此,为了保护长江鱼类资源,应优先保护长江鱼类中的大型个体,而且其种群必须足够大,甚至比小型体鱼类种群更大,才能维持其种群的长期持续和健康发展。 3.利用9种生活史快慢连续体类型的长江鱼类,评估了长江鱼类的开发率(E)和种群生存力。开发率显示,长江鱼类面临的渔业压力过大,开发率显著大于0.5(除张氏(祭)外),说明长江鱼类正遭受着过度捕捞。此外,采用种群生存力分析评估过度捕捞对长江渔业的影响时发现,当仅存在自然死亡率时,所有的种群将快速增长,而当加入捕捞死亡率时,所有种群快速下降,这表明捕捞压力过大,导致了长江渔业资源的不可持续发展,这也直接导致了长江木洞江段的鱼类种群结构的小型化。建议控制长江渔业捕捞压力,最好是能够对长江进行休渔措施。 4.利用长江上游特有鱼类圆口铜鱼和厚颌鲂的微卫星分子标记,本研究评估了遗传因素对其种群生存力作用。结果显示,圆口铜鱼和厚颌鲂现有的遗传多样性很高(观测杂合度均大于0.79),不是导致它们种群衰退的因素。