欒　麗，張陸良，姜躍良，彭金濤，孫景昆

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川成都610072)

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水庫形成的湖庫生態(tài)系統(tǒng)特征及其魚類棲息地

欒麗，張陸良，姜躍良，彭金濤，孫景昆

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川成都610072)

摘要：水庫形成后將在壩前和庫中呈現(xiàn)湖泊生態(tài)特征，庫尾及上游呈現(xiàn)河流生態(tài)特征，即形成了河庫復合生態(tài)系統(tǒng)。以國內某特大型水庫為例，對蓄水前后水生生態(tài)系統(tǒng)特征進行了調查。結果顯示，庫區(qū)水面變寬，流速減緩，泥沙沉積，局部時段和區(qū)域存在一定范圍的水溫弱分層現(xiàn)象。適應靜水性的浮游生物和底棲動物有所增加，魚類群落結構也發(fā)生了變化，喜棲靜水和緩流環(huán)境的物種逐漸在庫區(qū)占主導地位，適應急流環(huán)境的物種主要分布于庫尾和支流等局部水域中。為了對湖庫魚類棲息生境加以保護，提出了建立自然保護江段、開展人工增殖放流、進行水庫生態(tài)調度以及加強漁政管理防止外來種入侵等措施和建議。

關鍵詞：湖庫生態(tài)系統(tǒng)；結構和功能；魚類群落；棲息生境

0前言

我國水能資源理論蘊藏量位于世界第一，在我國常規(guī)能源結構中僅次于煤炭，居十分重要的地位[1]。隨著我國經濟社會的持續(xù)高速發(fā)展，我國能源資源相對短缺、需求不斷增長、結構尚不合理等問題愈顯突出。水能資源與煤炭等化石能源相比，具有無溫室氣體排放、資源可再生等優(yōu)點，其符合可持續(xù)發(fā)展和低碳經濟發(fā)展的要求。但是，水能資源開發(fā)在帶來巨大經濟和社會效益的同時，也會給河流水生生態(tài)系統(tǒng)帶來一定的不利影響[2- 3]。水庫形成后，原河流生境將發(fā)生較大變化，庫區(qū)水面變寬，流速減緩，泥沙沉積，庫區(qū)江段水生生物及魚類群落結構與建庫前相比均會發(fā)生一定變化[4]。水庫形成后將從根本上改變河流水生生態(tài)系統(tǒng)的組成、結構和功能，打破原有的生態(tài)平衡，對庫區(qū)、庫周乃至整個流域的水生生態(tài)系統(tǒng)都會產生較大影響[5]。

本文以國內某特大型水庫為例，對蓄水前后庫區(qū)江段水生生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的演變進行了初步的調查與分析研究，并提出了魚類棲息地生境保護的相關建議。擬為我國大型水庫對水域生態(tài)的長期影響研究積累基礎資料，有關結果還可為我國水電開發(fā)與自然生態(tài)保護協(xié)調發(fā)展的宏觀決策提供借鑒[6]。

1庫區(qū)水域分析

1.1庫區(qū)水域生境變化

水庫形成后由于水域形態(tài)變化，庫區(qū)水域生境發(fā)生了根本性的改變[7]。庫區(qū)流速變緩，且隨著距壩址軸線距離越遠，平均流速越大。水庫水體在局部時段和局部區(qū)域(如近壩區(qū)、部分支流)存在一定范圍的水溫弱分層現(xiàn)象，下泄水溫也有春夏季水溫低、秋冬季水溫高的現(xiàn)象。同時，庫區(qū)泥沙沉積，透明度升高，營養(yǎng)物質滯流、積累，流速變緩乃至趨于靜水，初步呈現(xiàn)出河庫生態(tài)特征。

1.2餌料生物變化

水庫形成后，原有的河流生境演變成為水庫生境，水庫的浮游植物、浮游動物、底棲動物、著生藻類和大型維管束植物物種組成和分布特征也發(fā)生了相應變化[8- 10]：

(1)浮游植物。庫區(qū)江段硅藻所占比例由蓄水前的34.6%降低到23.8%，綠藻由38.5%增加到55.0%。總體上，庫區(qū)干流江段浮游植物仍以硅藻為優(yōu)勢種群，但庫區(qū)不同江段、不同時段硅藻物種所占比例有所差異。壩前和庫中江段喜流水的硅藻物種所占比例較庫尾斷面低，庫區(qū)支流回水區(qū)喜流水的硅藻物種所占比例也較蓄水前低。庫區(qū)浮游植物生物量升高，其中藍藻門變?yōu)橹饕獌?yōu)勢門類，硅藻門物種的生物量比例下降，呈現(xiàn)一定的“湖泊相”特點(見圖1)。

圖1　典型斷面硅藻物種所占比例年際變化

(2)浮游動物。浮游動物組成中輪蟲物種數所占比例上升，蓄水前占優(yōu)勢的原生動物物種數所占比例呈下降趨勢。其中，庫區(qū)支流回水區(qū)較干流變化明顯；庫區(qū)浮游動物密度和生物量升高，特別是枝角類、橈足類等大型浮游動物的出現(xiàn)和增加，成為庫區(qū)浮游動物生物量增加的主要原因(見圖2)。

圖2　典型斷面輪蟲種類百分比變化

(3)底棲動物。庫區(qū)各斷面底棲動物物種數在壩前、庫中和庫尾的變化趨勢有所差異，壩前江段高于蓄水前；而庫中和庫尾江段均低于蓄水前。庫區(qū)干流和支流回水區(qū)喜流水性物種減少，特別是壩前至庫中江段的底棲動物物種組成較為單一，現(xiàn)存量低；支流回水區(qū)喜靜水性物種增多，如紅色搖蚊、前突搖蚊成為水生昆蟲的優(yōu)勢類群，寡毛類的霍甫水絲蚓呈滋生趨勢。底棲動物密度和生物量增加，庫區(qū)適應緩流、靜水生境的沼蝦等種類數量和生物量明顯上升。

(4)著生藻類。庫區(qū)干流和支流各斷面仍以硅藻門為優(yōu)勢種，著生藻類的種類組成、密度和生物量變化規(guī)律均不明顯。

(5)水生維管束植物。庫區(qū)水流變緩、消落區(qū)形成的庫灣適合水生維管束植物生長，部分支流水生維管束植物也較多。

1.3魚類資源的變化

(1)物種組成變化。水庫形成后，庫區(qū)各江段的魚類種類數較蓄水前呈增加趨勢，但庫尾以上江段變化較小。就空間變化而言，庫區(qū)江段魚類群落結構從上游至壩前喜流水魚類物種所占比例逐漸減少，適應庫區(qū)生境的喜靜水性魚類物種所占比例逐漸增加，但庫尾以上江段魚類物種組成變化規(guī)律不明顯。就時間變化而言，庫區(qū)江段喜流水性魚類物種數所占比例較蓄水前減少，庫尾以上江段則稍有下降，同時庫區(qū)江段特有魚類物種數所占比例較蓄水前減少。

(2)資源豐度變化?？臻g上，水庫形成后庫尾及上游江段的魚類資源豐度要高于其他江段，這與庫尾以及附近分布的水域生境保持較為良好的支流一起形成了生境多樣、餌料相對豐富的河庫生態(tài)系統(tǒng)有關；時間上，水庫形成后各江段的魚類資源豐度總體上保持穩(wěn)定或者波動上升趨勢(見圖3)。

圖4　成庫前庫區(qū)江段水生生態(tài)系統(tǒng)結構示意

圖5　水庫水生生態(tài)系統(tǒng)結構示意

圖3　庫區(qū)及其上游典型江段單船日均捕撈量(CPUE)變化

(3)水庫水生生態(tài)系統(tǒng)結構變化。水庫生態(tài)系統(tǒng)結構沿入庫水流方向被劃分為河流區(qū)、過渡區(qū)和湖泊區(qū)。水庫形成后，庫區(qū)水面變寬，水體流速減緩，泥沙沉積，局部時段和局部區(qū)域存在一定范圍的水溫弱分層現(xiàn)象，初步呈現(xiàn)河庫生態(tài)特征；庫尾及以上江段仍然保持天然江段，與庫區(qū)保持連通而形成了河庫復合生態(tài)系統(tǒng)。目前水庫生態(tài)系統(tǒng)結構正在向“河庫型”的體系演化，庫區(qū)部分支流已經開始表現(xiàn)出典型的河庫型生態(tài)系統(tǒng)特征(見圖4、5)。

2對水生生態(tài)系統(tǒng)功能的影響

河流水生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能是一個整體性概念，生境結構、生物群落結構與生態(tài)系統(tǒng)功能是相互作用及耦合的關系。物質循環(huán)、信息流動等生態(tài)系統(tǒng)功能的發(fā)揮依賴于其結構的完整性。從生態(tài)學角度看，受生境結構變化及其他人類活動影響，水庫形成后水生生態(tài)系統(tǒng)食物網結構尚不完善，如小型生物大量爆發(fā)(浮游生物、小型魚類)、大型生物種群形成較為緩慢、部分生態(tài)位空置、生態(tài)過程無法有效實現(xiàn)，使得物質循環(huán)和能量流動的生態(tài)功能難以有效發(fā)揮，造成水華爆發(fā)等生態(tài)安全問題。

在水庫生態(tài)系統(tǒng)服務功能方面，雖然防洪、發(fā)電、航運等方面的服務功能大大增強，但由于環(huán)境結構和生物群落結構變化，環(huán)境凈化的服務功能降低，造成污染物滯留特別是支流水體富營養(yǎng)化的問題。從維持生物多樣性的功能角度來看，其維持河流型生物多樣性的功能已經逐步發(fā)生轉變。在河庫復合生態(tài)系統(tǒng)中，水庫生態(tài)系統(tǒng)成為江湖洄游魚類、定居性或廣適應性魚類的重要棲息場所；同時，也為河流型生物特別是長江上游珍稀特有魚類提供了一部分索餌育肥的生存空間。

總體而言，與河流生態(tài)系統(tǒng)相比，蓄水后的水庫生態(tài)系統(tǒng)結構與功能均發(fā)生改變，但水庫水生生態(tài)系統(tǒng)還處于演替過程中，其結構與功能尚不完善，工程建設運行對水生生態(tài)系統(tǒng)結構與功能的影響今后還需要長期觀測研究。

3魚類棲息地保護對策建議

為在水能資源合理開發(fā)利用的前提下有效保護魚類資源，根據工程建設特點和魚類資源分布狀況，提出以下對策建議：

(1)開展流域水電梯級開發(fā)與魚類資源保護協(xié)調發(fā)展的研究。本文的研究結論表明，工程建設對庫區(qū)江段魚類種類組成、相對資源量等都造成了較為顯著影響，從發(fā)展與保護并重的角度出發(fā)，建議盡快開展魚類生境保護研究，加強庫區(qū)主要支流對魚類繁殖生境保護價值的調查；開展庫區(qū)支流生境保護與修復、庫區(qū)水生生物群落結構完善等關鍵技術研究，為土著魚類的物種生存提供有效的空間。

(2)開展珍稀、瀕危魚類的人工繁殖放流，加大土著魚類人工繁殖放流的力度。針對已形成和即將形成的水庫特性，選擇適宜在其間生存的土著魚類進行人工繁殖放流；同時，開展珍稀特有魚類人工繁殖與放流效果評價和珍稀、瀕危魚類遺傳種質保護的研究，建立珍稀、瀕危物種的基因庫。

(3)開展水庫生態(tài)調度研究。根據庫區(qū)水生生態(tài)保護要求及魚類繁殖需要的適宜水流條件，研究完善水庫生態(tài)調度方案，將生態(tài)保護目標納入調度規(guī)程中；在實施過程中，同步開展生態(tài)調度效果監(jiān)測評價，持續(xù)改進調度方案。

(4)加強漁政管理?？刂撇稉茝姸?，確定合理的捕撈量及開漁和封漁時間，禁止偷捕和強捕，劃定禁漁區(qū)。嚴格控制外來種的引進，不僅對無意帶入的非經濟性外來魚類的控制要制定有效的措施，對養(yǎng)殖種類，也要嚴格采取措施防止它們逃逸進入天然水體。

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(責任編輯陳萍)

Exploration on Ecosystem Characteristics and Fish Habitat of Reservoir-Type Lake

LUAN Li, ZHANG Luliang, JIANG Yueliang, PENG Jintao, SUN Jingkun

(PowerChina Chengdu Engineering Corporation Limited, Chengdu 610072, Sichuan, China)

Abstract:After reservoir developed, the lake ecological characteristics will appeared in front of the dam and the middle of reservoir, but the reservoir tail and its upstream will still present river ecological characteristics, which form a compound river and reservoir ecological system. Taking an oversized domestic reservoir as study case, the aquatic ecosystem characteristics before and after the impoundment is investigated. The results show that the reservoir water is widened, the flow slows down, the sediment deposits and the weak stratification of water temperature appears in local time and area. The plankton and benthos adapting to static water are increased, the fish community has also been changed. The species accustomed to static water and subcritical flow environment turn into gradually dominated status in reservoir area and some species in the rapids environment are mainly distributed in reservoir tail and tributaries. The measures for protecting fish habitat ecosystem are proposed by means of establishing conservation river reach, launching artificial reproduction and releasing, carrying out reservoir ecology regulation and strengthening fishery management to prevent the invasion of alien species．

Key Words:river and reservoir compound ecological system; structure and function; fish community; habitat

中圖分類號：X826；S913

文獻標識碼：A

文章編號：0559- 9342(2016)01- 0010- 04

作者簡介：欒麗(1978—)，女，山東濰坊人，高級工程師，博士，從事水利水電環(huán)評工作；姜躍良(通訊作者)．

基金項目：國家科技支撐計劃課題 (2012BAC06B01)

收稿日期：2015- 06- 18