DOI：10.13721/ki.dsyy.20141009.002 网络出版时间：2014-10-09 08:35网络出版地址：/kcms/doi/10.13721/ki.dsyy.20141009.002.html长江上游珍稀特有鱼类保护区水环境因子时空分布格局研究张敏1,2,3，孙志禹1，陈永柏1，李翀1(1.中国长江三峡集团公司；2.中国科学院生态环境研究中心；3.长江水资源保护科学研究所)摘要：基于2006~2013年对长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区水环境因子的监测数据，对区域内长江干流和赤水河的水环境因子时空分布特征进行了比较分析。
结果显示，保护区水体总氮含量较高，长江干流总氮含量在0.5~1.5 mg/L的范围内波动，而赤水河的总氮总体超过2.5 mg/L。
空间上，长江干流水温、溶解氧、氨氮和总磷含量高于赤水河，而总氮和硝态氮含量低于赤水河。
在长江干流，溶解氧自上游至下游逐渐降低，总氮和硝态氮则自上而下平缓升高。
赤水河水温自上而下逐渐升高，而溶解氧、总氮和硝态氮均显示出自上而下逐渐降低的趋势。
时间上，总氮和硝态氮逐年上升，氨氮在长江干流逐年下降。
基于各水质因子对样点的聚类分析表明，长江干流与赤水河呈现出明显的差异；河流内部空间距离越近，各样点的水环境相似程度越高，甚至分处向家坝水电站上下游的两个断面被发现亦具有较高的相似性，表明在研究期间较低的监测频率下，这两个断面并未因大坝的阻隔显示出上述水环境因子的显著差异。
关键词：长江；保护区；水质；时空分布Spatial-temporal patterns of the water environment factors in “Rareand Endemic Fish national nature Reserve in the Upper Reaches ofthe Yangtze River”ZHANG Min1,2,3, SUN Zhi-yu1, YANG Hong-bin1, CHEN Yong-bo1, LI Chong1(1. China Three Gorges Corporation, Beijing, 100038; 2. Research Center for Eco-Environmental Sciences,Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100085; 3. Changjiang W ater Resources Protection Institute, Wuhan, Hubei,430051, China)Abstract: The spatial and temporal distributions of the water environment factors in the “Rare and Endemic Fishnational nature Reserve in the Upper Reaches of the Yangtze River”, were analyzed based on the monitoring datafrom 2006 to 2013. THigh total nitrogen (TN) content was found in the water of the conservation area. TN in themainstream of the Yangtze River ranged from 0.5 to 1.5 mg/L. Average TN content in Chishui River exceeded 2.5mg/L. Spatially, water temperature (WT), dissolved oxygen (DO), ammonia nitrogen (NH4-N), total phosphorus(TP) in the mainstream was higher than that in Chishui River, while TN and nitrite nitrogen (NO3-N) was lower. Inthe mainstream of the Yangtze River, DO decreased from the upstream to the downstream, and TN and NO3-Nincreased slowly from the upstream to the downstream. In Chishui River, WT increased from the upstream to thedownstream, while DO, TN and NO3-N showed the opposite trend. Temporally, TN and NO3-N increased in recentyears, while NH4-N decreased in the mainstream of the Yangtze River. Other factors did not show regular change.收稿日期：2014-07-31；修订日期：2014-09-22资助项目：中国博士后基金(2013M542082)；中国长江三峡集团公司保护区补偿项目第一作者简介：张敏(1986-)，女，博士，工程师，研究方向为淡水生态学。
Email:zhang_min5@通讯作者：孙志禹。
Email: sun_zhiyu@The cluster analysis based on the water environmental factors showed that, obvious difference existed between Yangtze River mainstream and Chishui River. In each river, the sites close to each other showed higher similarity. Even the two sites which located at upstream and downstream of the Xiangjiaba Dam respectively displayed higher similarity. This indicated the water environment factors mentioned above did not show obvious difference due to the separation of the dam, under the low-frequency monitoring during the study period.Keywords: Yangtze River, Conservation area, water quality, Spatial and temporal distribution长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区(以下简称“保护区”)水生生物资源尤其是鱼类资源丰富，水域内共发现鱼类199种，其中3种珍稀鱼类、66种特有鱼类[1]。
区域内已开展了一系列生态系统因子的调查研究，主要以鱼类的生理、生态学研究为主[2-4]，同时，也开展了部分浮游生物群落结构的研究[5]。
水域内的水质直接关系到鱼类以及其它水生生物的栖息地质量，是保护区水生态系统保护中至关重要的环境因子。
赤水河是长江右岸一级支流，处于保护区范围内，是目前长江上游唯一没有修建水电站的较大支流，仍保持着相对天然的河流特征[6]。
赤水河干流流程长、河道曲折，滩潭相间、栖息生境复杂多样[7]，鱼类资源丰富，2007年共发现119种[8]，是保护区鱼类物种多样性保护的重要区域。
本研究基于自2006年以来的长期监测数据，阐述保护区内长江干流及赤水河水环境因子的演变动态，分析其时空差异，以期对河流水质现状做出客观评估，对于保护区河流水质的保护以及水生生物的保护具有重要意义。
1 材料与方法1.1 研究区域保护区处于向家坝水电站下游。
向家坝水电站自2012年10月10日开始蓄水运行，10月16日，顺利蓄水至354 m海拔高程。
本研究在保护区及其上游范围内的长江干流和赤水河设置了新寿、江津、茅台等16个水质监测断面(图1)。
其中，长江干流11个断面，赤水河5个断面。
在长江干流，新寿断面位于向家坝水电站上游(保护区上游)，其余断面均位于水电站下游保护区范围内。
每个断面设置左、中、右3个样点。
图1 保护区水环境因子监测断面布设样点图Fig.1 Distributions of the sampling sites for the monitoring of the water environment factors in thestudy area1.2 样品采集及处理方法自2006年至2013年，每年进行3次监测，时间分别为6月、9月和12月。
监测指标包括水温、溶解氧、总氮、硝态氮、氨氮和总磷。
采用HACH2800 水质分析仪现场测定水温，YSI550 测定水体溶解氧；总氮(TN)、硝酸盐氮(NO3-N)、氨氮(NH4-N)、总磷(TP)等需要在实验室完成的监测指标，其水体样品于48h 内运回实验室进行分析测定(参照GB/T12999-1991标准执行)，具体采样及测定方法均参照《渔业生态环境监测技术规范》(SC/T9102)[9]。
2007和2008年的总氮数据缺失。
1.3 数据处理对各样点进行聚类分析，各样点间的相似性采用欧式距离衡量，为消除量纲的影响，分析前数据进行lg(x+1)转换，采用Statistica 10.0完成。
其它图形采用Origin7.5完成。
2 结果2.1 保护区水环境因子的空间分布2006~2013年，长江干流水温在10.90~25.20 ℃的范围内波动，最低值出现在2011年冬长江干流三块石(19.87) (9.28) (0.87) (0.67) (0.059) (0.071) 挂弓山11.63~23.80 6.39~10.50 1.04~2.11 0.23~1.67 0.020~0.330 0.040~0.243(18.68) (8.94) (1.34) (0.94) (0.107) (0.110) 罗龙场11.50~23.27 5.96~10.75 0.90~1.42 0.73~1.28 0.005~0.257 0.017~0.178(18.84) (8.75) (1.22) (1.01) (0.084) (0.104) 江安11.33~23.60 7.14~10.35 1.12~1.74 0.57~1.30 0.025~0.190 0.051~0.197(18.96) (8.78) (1.32) (1.04) (0.088) (0.115) 纳溪11.80~24.30 7.05~10.28 0.90~1.53 0.57~1.46 0.027~0.453 0.043~0.174(19.14) (8.79) (1.19) (0.93) (0.101) (0.097) 弥沱11.73~24.60 6.89~10.22 1.15~1.83 0.63~1.56 0.030~0.143 0.046~0.247(19.11) (8.68) (1.33) (1.08) (0.084) (0.114)牛脑驿 11.47~24.07 6.56~10.14 1.15~1.84 0.87~1.57 0.020~0.143 0.049~0.165 (18.96) (8.63) (1.37) (1.14) (0.076) (0.107) 榕山镇 11.40~24.63 6.96~10.19 1.10~2.16 0.57~1.62 0.033~0.207 0.035~0.176 (19.55) (8.59) (1.42) (1.17) (0.097) (0.088) 江津 11.40~24.80 7.20~10.58 1.16~2.43 0.64~2.03 0.006~0.170 0.057~0.137 (18.90) (8.62) (1.49) (1.23) (0.083) (0.090) 巴南11.53~25.20 7.21~10.37 0.85~2.42 0.63~7.53 0.006~0.403 0.061~0.317 (19.02) (8.57) (1.51) (1.48) (0.123) (0.101)赤水镇 10.30~25.20 6.44~10.84 2.27~4.94 1.57~4.30 0.010~0.120 0.007~0.102 (18.31) (8.98) (3.60) (2.97) (0.056) (0.025) 10.80~26.10 5.60~10.69 1.72~5.12 0.98~4.90 0.030~0.570 0.010~0.370图2 各样点水环境因子空间对比Fig.2 Spatial distributions comparison of the water environment factors in the study area 图3展示了长江干流与赤水河各水质指标的对比情况，相对而言，长江干流的水温和溶解氧含量较赤水河高，而总氮和硝态氮含量明显低于赤水河(图3)。