草鱼洄游适宜流速条件与适应阈值

洄游通道的连通性及其水文条件,是制约鱼类正常洄游和产卵繁殖的关键因素,现有的生态流量相关研究更多侧重于产卵场栖息地模拟,忽略了鱼类洄游水流条件的重要性。为了探究流速条件对鱼类洄游上溯的影响,选取体长(55±5)cm的草鱼(Ctenopharyngodon idellus)为实验对象,通过搭建鱼类洄游仿真河道,营造不同的流速工况,观察不同情景方案下实验鱼群上溯洄游情况,并利用模糊逻辑法对鱼类上溯洄游率、平均上溯时间及上溯持续性等实验参数进行综合分析,探索草鱼洄游的适宜流速条件与适应阈值。结果显示,在流速0.20m/s以下时,草鱼基本无上溯行为;流速0.25～0.80m/s,70%样本在15min内完成上溯,但0.25～0.30m/s时,鱼群上溯缺乏明显的持续性;0.90～1.00m/s时,80%以上样本在5min快速完成上溯;流速超过1.1m/s时,上溯成功率明显降低。研究表明,实验草鱼洄游的适宜流速范围是0.40～1.00m/s,而刺激草鱼洄游的最小流速阈值是0.20m/s。相关结果可为河流生态水力学模拟和河流生态修复以及水利工程生态调度提供技术支撑。     

乌东德水电站库尾栖息地水力生境优化调度

金沙江乌东德水电站库尾河段是乌东德、白鹤滩水电站栖息地保护体系的重要组成部分，该河段受上游观音岩、金沙以及桐子林等水电站非恒定流下泄影响，河段流速、水深等水力条件变化频繁且复杂，河段栖息地保护功能和效果难以保障。为调控栖息地保护河段水位变幅和流速，改善鱼类产卵适宜的水力生境，采用MIKE21进行模拟计算，研究在3―4月裂腹鱼类产卵期对上游梯级下泄流量过程和下游乌东德水库运行水位的控制要求。结果表明，从水深适宜度看，在3―4月特定流量条件下，乌东德水电站运行水位应在974.0～974.5 m；为营造较为适宜的流速，裂腹鱼类产卵繁殖期间，乌东德水电站库水位应维持在974.5 m附近。当上游梯级下泄流量时段内变幅小于1 600 m3/s，下游乌东德水库库水位保持在974.0～974.5 m，可控制河段水深在0.5～1.5 m、流速在1.5～2.5 m/s的适宜阈值区间变动。研究可为进一步提升乌东德库尾栖息地保护河段功能及其保护价值提供技术参考。     

南水北调中线工程对丹江口水库及汉江中下游生态环境和鱼类饵料生物影响的预测

南水北调中线工程对丹江口水库及汉江中下游生态环境和鱼类饵料生物的主要有利影响是库区形成多样化小生境，增加营养物质来源，促进库水交流，增强水体自净能力，并使库区饵料生物和中下游底栖生物总量增加。主要不利影响是使库水表底层温差变大，下泄水温降低，下泄流量减少而使中下游流速减小，水位下降，并使局部水域水质恶化，中游浮游生物量明显减少。     

细鳞鱼的增殖实验研究

本文表明了野土种细鳞鱼能在低温性水库中生长,发育与自行繁殖后代。指出了这种典型的非洄游性鲑科鱼类内水面定居的可能性。并指出凡具备全年水温偏低、日平均水温不超过10℃、水质清澈、库区上游常年有大量新水注入、有细鳞鱼自然产卵环境、底栖生物量大、饵科丰富等条件的内水面,采用移殖鱼种的方法是达到保护及增殖细鳞鱼资源的有效途径。     

南水北调中线工程对丹江口水库鱼类及渔业影响的预测

南水北调中线工程对丹江口水库鱼类资源和渔业生产的影响是：经济鱼类饵料基础提高，天然捕捞产量增大，淹没汉江上游产漂流性卵鱼类的产卵场，随调水逃逸大量经济鱼类，淹没现有渔业设施，改变或失去不投饵网箱设置区域，增加水库捕捞和渔政管理难度，制约库区渔业发展。     

基于声学测量方法的大伙房水库鱼类资源季节变动特征

2012年7月19～21日,9月14～16日及2013年5月12～14日,使用分裂波束科学鱼探仪（70 kHz）对辽宁省大伙房水库进行了鱼类资源声学调查,并选择上、中、下游站位进行了水文参数调查。分析库区内鱼类密度分布的季节变动,评估渔业资源现存量。结合水文参数讨论了鱼类垂直空间分布的季节变动。结果表明,春季鱼类主要在0～10m、夏季在5～15m、秋季在10～20m水层分布。不同季节的水平分布,春季鱼类呈小集群在库区均匀分布;夏季主要集中在上、中游;秋季主要集中在下游分布。库区水温和溶解氧（DO）随季节变化较大,鱼类分布受水温影响较大,主要在温跃层以浅水层分布。秋季库区水文条件相对其他季节稳定,无明显温跃层,鱼类回波成垂直分散状态,更适合声学调查和资源评估。9月库区资源现存量约为1 522t。     

补远江鱼类多样性研究

根据澜沧江下游一级支流补远江2006年鱼类洄游季节3～6月的采样数据,分析了该流域鱼类多样性,并结合同期水文、水质数据,应用人工神经网络分析环境因子与鱼类多样性的关联。结果表明,2006年3～6月共采集补远江鱼类34种,隶属于3目8科22属,其中有8种洄游鱼类。3月份多样性指数最高,各月均匀度指数无差异,4、6月优势度指数高,主要是优势种马口鱼、月斑长臀鲃造成。4、5月鱼类组成相似性最高。最低水位对鱼类数量影响最大,其次是平均流速和平均水温;最高水温对鱼类体重影响最大,其次是总磷和溶解氧。人工神经网络下模拟值与实测值相关性高,具较好的适用性。     

新安江大坝对渔业生产影响的回顾和评价

新安江水库、富春江水库分别于1959年和1968年相继建成后，对钱塘江水系的渔业生态环境产生了重大的影响，主要是水温和水流的变化导致鱼类区系的组成，鱼产量等均与大坝未建成之前有明显的不同。新安江水库平均水深达34米，水温分上、中、下三层，下泄的水温终年维持在10～17℃，下游平均水温比建库前降低5．5℃，最高水温降低11．6℃，最低水温升高4．4℃。二个水库拦蓄了大量的洪水，使洪峰流量削减三分之二，月径流量变化均匀，枯季增大200～400立方米／秒，汛期流量削减1000～1600立方米／秒。由于大坝阻隔，水温、流量、流速的变化，致使钱塘江、富春江一带鱼类产卵场减少三分之二，鱼产量只及过去最高产量的十分之一，鲥鱼等名贵经济鱼类显著减少。库区的鱼类由原来的107种减少到83种，但由于库区水面增大，鱼产量比过去增加20～40倍。从新安江大坝对渔业生产影响的分析，可以因势利导，扬长避短，积极组织养殖生产，实行增养结合，粗养与精养结合，以及多种经营等，这是提高渔业经济效益的重要途径。     

集群对草鱼、鲢幼鱼克流上溯行为的影响

为修复河湖中鱼类的洄游通道和栖息生境，国内外已建设各型护鱼措施并开展大量水力学与生态学相关研究。集群作为一种广泛存在的生物种群行为，解析其在鱼类洄游过程中的作用机制意义重大。本研究营造低湍动能、非均匀流场，针对我国重要淡水经济鱼种草鱼(Ctenopharyngodon idella)和鲢(Hypophthalmichthys molitrix)展开研究。本研究通过在3种流速工况(0.25~0.50 m/s、0.30~0.60 m/s、0.35~0.70 m/s)下，考察5尾处理组和单尾处理组的实验鱼持久上溯能力及上溯行为特征，量化集群对其克流能力的影响并解析原因。研究显示，集群对草鱼持久上溯能力的影响因流速而异，当流速为0.30~0.60 m/s和0.35~0.70 m/s时，5尾组持久上溯能力分别显著高于(P=0.030)和低于(P=0.048)单尾组；而集群能够普遍提高鲢的持久上溯能力，当流速为0.25~0.50 m/s (P=0.004)和0.35~0.70 m/s (P<0.001)时，5尾组持久上溯能力提升显著。集群多数情况会增加2种鱼的上溯耗时，只有当流速为0.35~0.70 m/s时，鲢的首次上溯时长在集群时显著下降(P<0.001)。集群能够帮助草鱼节能上溯，却会增加鲢的上溯累积耗能。综上所述，集群既可提高也可抑制鱼类上溯能力，其对上溯行为的影响主要体现在能耗、视觉反应及克流能力等方面，研究结果可为鱼类保护设施的设计、运行进一步提供可靠支持。     

耦合水文情势及鱼类繁殖的江垭水库生态调度需求研究（生态调度专刊）

大型水库实施生态调度是修复河流水文情势、维持河流生态系统健康的重要手段。江垭水库位于溇水干流下游的张家界慈利县，是澧水流域具有重要防洪意义的大型水库。本研究通过环境DNA采样、IHA水文指标变动分析和文献资料总结等方法，开展了江垭坝下水文情势及鱼类繁殖需求的关系研究，提出了江垭水库生态调度需求及建议。2021年9月在溇水干支流综合调查到鱼类55种，与上世纪90年代相比，流水性种类在干流江段显著减少了51.35%；按照生态调度优先等级评估原则，确定江垭水库生态调度的主要目标物种为产漂流性卵的银鲴、银鮈、贝氏?和产粘沉性卵的鲤、鲫；江垭建坝前后下游水文情势变化较大，发生高度改变且对鱼类洄游产卵及鱼卵发育有重要作用的水文指标包括：年最大1日、3日平均流量指标，年出现高流量脉冲事件的次数和持续时间，以及连续日流量上涨率。以促进坝下不同产卵类型的鱼类繁殖为目标，江垭水库生态调度一方面需要恢复一定的高流量脉冲次数和历时，另一方面需要控制下游的水位日降幅，通过泄放合理的生态流量来维持下游鱼类的生物多样性。     

四大家鱼幼鱼响应模拟水轮机流道压力变化试验研究

大坝的建设阻隔了鱼类的洄游通道,鱼类通过水电站水轮机下行或误入水轮机流道有可能被流道内复杂的结构及水动力特性损伤,甚至致死。为优化水轮机流道结构及水动力特性,降低流道内鱼类的损伤概率,需明确鱼类对水轮机流道内水动力特性的响应关系,特别是河道内主要鱼种对反击式水轮机流道内压力突变的响应关系。本文以长江半洄游性鱼类四大家鱼幼鱼为研究对象,采用透明高压舱及真空泵组成的实验装置模拟轴流式水轮机流道压力变化过程对四种家鱼幼鱼的影响。实验得出,生活于河流中表层的鲢鱼和鳙鱼较生活于河流中底层青鱼和草鱼的对负压及压力梯度具有较强的敏感性;四种家鱼幼鱼均受损伤的低压阈值为20kPa;压力最低值及压力变化梯度是决定家鱼幼鱼是否受到损伤及损伤程度的关键因子。结果可以为我国长江流域上水电站水轮机的结构优化和生态运行提供技术支撑。     

鳙幼鱼下行过坝的水力导鱼栅实验

分析不同叶片角和布置角下导鱼栅的导鱼效果,获取最优的导鱼栅布置方式,为下行过鱼设施设计提供理论依据及参考。以鳙(Aristichthys nobilis)幼鱼为研究对象,通过设置导鱼栅布置角度(15°、30°、45°)和叶片角度(15°、30°、45°、90°),在室内开展模型实验,分析鳙从导鱼旁路下行(引导成功)和从导鱼栅叶片间隙下行(引导失败)的通过率,确定最优运行工况。结果表明:在所有工况下,实验鱼均出现了顶流现象,但顶流率均小于50%;导鱼栅布置角和叶片角同为30°时,辅助鱼类下行的成功率最高,达95%;其他工况下,成功率均低于75%。导鱼栅附近的水力条件表明,流速沿着导鱼栅方向呈现波浪线上升,紊动能分布总体呈现先上升后下降的趋势,紊动能范围为0~0.0032 m²/s²。     

2015-2016年汉江中下游硅藻水华发生成因分析

为了探究汉江中下游多年春季易发生硅藻水华的成因，2015年和2016年早春水华发生期在汉江干流布设8个点位（黄家港、襄阳、皇庄、沙洋、兴隆闸、泽口、仙桃、蔡甸），进行密集的浮游植物定性定量监测，同时监测总氮、总磷、硅酸盐、水温、pH和溶解氧等水质理化指标，并搜集水华期汉江中下游干流各水文站的流量数据，分析理化指标与水华细胞密度之间的相关性以及流量与水华细胞密度之间的关系。结果表明，自皇庄以下，水华发生期浮游植物密度高于107个/L，优势种为冠盘藻（Stephanodiscus），达总生物量的95%以上；各样点浮游植物细胞密度与硅酸盐浓度、硅氮比均呈显著正相关（P<0.01）；在考虑上下游点位距离和时间推移的交互作用下，通过逐步向前回归方法拟合多元线性回归模型，结论显示，采样时间和采样点位间距与细胞密度呈极其强烈的显著正相关（P<0.001），流量与细胞密度呈极其强烈的显著负相关（P<0.001）。由此可见，适宜的早春气候条件、较高的硅氮比、低流量是汉江中下游硅藻水华发生的原因，因此在控源截污的基础上，应注意早春时节对重要站点的流量监控，适时地下泄流量以防控硅藻水华的发生。     

Lateral movement of common carp (Cyprinus carpio L.) in a large lowland river and floodplain

Abstract –  Common carp ( Cyprinus carpio L.) are a major freshwater invader and knowledge of their movements is important for planning control efforts. To investigate the movement patterns of common carp, radio-tags were implanted into 46 adult fish; 37 near a large floodplain wetland, the Barmah-Millewa forest, and 9 in the Murray River approximately 175 km upstream. Tagged fish were located every second week between August 1999 and March 2001. Common carp occupied total linear ranges (TLR) between 0.4 and 238 km (mean 30 ± 61 km), with 25 fish (62.5%) occupying a TLR < 10 km. Two fish made large distance movements approximately 650 km downstream. Fish sex, the number of locations, time at large, or tagging location explained little variability ( P  > 0.05) in TLR. Monthly distance from release varied from 0.04 to 238 km (mean 15 ± 44 km), and was not significantly related to river discharge and water temperature, but 29 of 31 (93.5%) fish tagged at Barmah moved from the Murray River into adjacent floodplain habitats upon flooding. Five fish (12.5%) moved large distances (>127 km) upstream of the Barmah-Millewa forest. Fourteen fish (35%) showed site fidelity to within 20 m and usually occupied one or two home sites. Twenty-six fish (65%) showed site fidelity to within 100 m occupying up to five sites during the study period. Movement patterns of common carp were complex, and individuals exhibited different strategies, which is typical of invasive species. Efforts to control and potentially reduce common carp populations in regulated river-floodplain environments should target key floodplain access points and over-wintering habitats to reduce adult biomass, spawning and recruitment levels.     

南水北调中线工程对丹江口库区生物多样性的影响分析

丹江口库区生态环境问题是南水北调工程建设和运营中关注的热点,生物多样性是生态环境的重要组成部分以及主要评价指标.本文通过资料收集和对库区野外调查,对丹江口库区野生植物、陆生动物和水生生物三个方面进行了生物多样性资源统计,重点从大坝加高蓄水淹没、移民安置破坏两方面分析了南水北调中线工程可能对库区生物多样性造成的影响,并根据目前库区生物多样性的现状以及面临的威胁,提出了生物多样性保护措施.     

生态调度专刊：中华倒刺鲃在人工塑造生境条件下的栖息偏好研究

为了促进受水电工程影响河段鱼类资源的恢复,以中华倒刺鲃为例,依托大型生态试验场塑造多种近自然微地形生境,研究鱼类的栖息行为偏好特性,营造适宜鱼类栖息的水文水动力环境。采用PIT射频识别系统实时监测鱼类栖息行为,选取流速、涡量、湍流动能和床体切应力四个水动力指标计算了对应流场条件下的中华倒刺鲃栖息适宜度,并基于随机森林和CART算法提出了影响中华倒刺鲃栖息选择的主要水动力指标,分析揭示了其栖息行为的水动力选择机制。结果表明：深潭浅滩及沙洲河段的进出口是中华倒刺鲃的喜好栖息场所,涡量和流速是影响中华倒刺鲃栖息的主要水动力指标。流速高于0.545m/s低于2.3m/s,涡量高于0.72m_-1^低于15.7m_-1^时的流场条件为试验工况下中华倒刺鲃的最适宜栖息环境。研究为鱼类栖息地生态修复及生态调度工作提供了一定的理论依据和技术支撑。     

障碍物对鲢幼鱼游泳动力学的影响

为了解鱼在复杂水流环境中的运动行为,提升鱼道过鱼效果,实验通过在水槽中放置障碍物,分析不同来流速度(1,3和5 BL/s)(BL/s即体长每秒)下鲢幼鱼顶流静止和顶流前进时的游泳动力学表现,提取的游泳动力学指标有摆尾频率、摆尾幅度、对地游泳速度、游泳加速度和运动步长。结果发现,半流速度1 BL/s下,与自由来流相比,鲢幼鱼在障碍物后方顶流静止时,摆尾频率降低,摆尾幅度增加;顶流前进时,摆尾频率、对地游泳速度、游泳加速度和运动步长降低,摆尾幅度增加。半流速度3 BL/s下,障碍物有助于节省鱼类运动能量的消耗。在有障碍物的水流中,顶流静止时的摆尾频率随流速的增加而增加;顶流前进时,摆尾频率、摆尾幅度和游泳加速度随流速增大而增大,而运动步长随流速增大而减小。位置偏好研究表明,当流速为3 BL/s时,鲢幼鱼明显集中在距离障碍物后方约5～30 cm处游动,停留时间占比达92.5%,可能采用了卡门步态的运动模式;当流速为1和5 BL/s时,鲢幼鱼没有表现出非常明显的位置偏好;在自由来流中,鲢常贴壁游泳,亦没有明显的位置偏好,表明障碍物和流速的结合可为鱼类提供水流藏匿场,研究结果为鱼道设计提供重要参考依据。     

Behaviour of upstream migrating adult salmon (Salmo salar L.) in the tailrace channels of hydropeaking hydropower plants

In hydropeaking rivers, flow regulation typically follows demands in electricity consumption. One hundred and twenty one adult salmon were tagged with radio transmitters to study their spawning run migration patterns in hydropeaking conditions. The fish were released in small groups into the rivers Kemijoki and Iijoki, in Finland. Typically, salmon made subsequent up‐ and downstream movements ascending upstream to the tailrace of the power station and then descending again downstream to lower water velocities. The rate of these migration attempts was higher in mid‐summer and at relatively high flows. On an hourly basis, the pattern of migration attempts followed a trend of increasing attempts at dawn and higher discharges and a decreasing trend towards dusk and low flows. It was concluded that day length and discharge were the most important environmental factors, while temperature had less effect on the pattern of migration attempts.