土地利用对溪流鱼类群落结构的累积效应与生态阈值识别研究

The change of land use pattern is one of environmental factors influencing stream fish communities. The effect of land use types on fish communities is relative clearly, but it is important to understand the cumulative effect of land use types on stream fish communities and find the key ecological threshold for the conservation of fish diversity. This study will collect fish community structure data and land use data of several typical streams located at upper, middle and lower regions of Taizi River bains in Liaoning province, and analyze the scale effect of land use types on fish communities, including sub-basin scale and riparian scale, and then explain the cumulative effect of combination of different land use types on stream fish communities and screen the significant combination of land use types. This study also will study on ecological thresholds of single land use type and the combination to each of stream fish species, and then deduce the ecological thresholds of land use pattern to fish community, aiming to provide a scientific support for stream fish diversity conservation and land use pattern improvement.

土地利用方式的转变是影响溪流鱼类群落结构的要素之一。为保护溪流鱼类多样性，土地利用对溪流鱼类群落结构的累积效应与生态阈值研究是十分必要的。本项目以辽宁省太子河流域为研究区域，选择上中下游不同土地类型特点的典型溪流，分析溪流鱼类群落结构特征与土地利用状况，分析在子流域尺度和河岸带尺度下各土地利用类型对鱼类群落结构的影响特点；探讨土地利用类型组合对鱼类群落的累积效应并筛选出最大影响作用的土地利用组合方式；分析不同鱼类物种对单一土地利用和不同土地利用类型组合的生态阈值，在此基础上推导鱼类群落的土地利用生态阈值。以期从理论上获得影响溪流鱼类群落结构的土地利用生态阈值，为溪流鱼类多样性保护与土地利用结构改善提供科学依据。

以辽宁太子河流域为研究区域，分析了该流域土地利用格局特征，分为水田、旱地、建设用地、林地、草地、河渠、湖库坑塘、滩地沼泽和未利用地。森林用地占全流域面积的57.6%，建设用地占12.2%，农业用地（水田+旱地）占26.1%，草地占1.0%，湖库坑塘站1.1%，其他土地利用类型所占比例均不足1%。太子河流域鱼类共采集到47种，隶属于9目12科，优势种为拉氏鱥（Phoxinus lagowskii）、北方须鳅（Barbatula nuda）和棒花鱼（Abbottina rivularis）。土地利用对鱼类群落结构的影响存在尺度效应，在流域尺度上，农业用地比例的增加会引起鱼类完整性指数下降，而城镇用地比例的增加会影响鱼类物种丰度和完整性指数均下降，而森林用地比例的影响效应相反；在河段尺度上，25至50米河岸带宽带范围内的农业用地比例增加都会影响鱼类Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数下降；相比于河段尺度，流域尺度上城镇用地和农业用地比例增加对鱼类完整性指数的影响更大。分类回归树分析表明去森林化（森林用地比例下降）和城镇化（城镇用地比例上升）对鱼类完整性指数和耐受鱼类相对丰度存在累积性影响。在物种水平上，指示种阈值分析法发现9种鱼类（6种敏感种和3种耐受种）对城镇用地比例存在响应阈值，8种鱼类（4种敏感种和4种耐受种）对农业用地比例存在响应阈值。在群落水平上，保护鱼类群落的城镇用地比例阈值为2.3-2.6%，而农业用地比例阈值为22.8-23.1%。构建了贝叶斯预测模型并预测了6种土地利用变化情势下鱼类群落结构的变化趋势，6种情景预测结果表明，为了保护鱼类群落，在土地利用规划中应该考虑增加林地比例，控制城镇用地和农业用地的增幅比例。