生境模拟法在黑水河鱼类栖息地保护中的应用

为了解黑水河鱼类栖息地适宜性状况,研究行之有效的栖息地保护方案,采用基于河道内流量增加法(IFIM)原理的栖息地模拟方法,使用RIVER2D二维水动力学及栖息地模拟软件,以黑水河干流苏家湾水电站坝址至公德房水电站坝址河段为例,进行水动力模拟和鱼类栖息地适宜性模拟,通过加权有效栖息地面积(WUA),分析适宜物理栖息地的数量、质量和分布情况,评估研究河段的鱼类栖息地适宜性状况并探究存在的主要问题。结果显示,公德房库区河段水域面积较大,大部分河段适宜性指数较高,有效栖息地面积较大;减水河段河道内流量较小,大部分河段水深较浅,有效栖息地面积小,需要开展河道生境修复;在此基础上,研究了增加生态流量(坝址处多年平均流量的10%、12.5%、15%)条件下的改善效果,以及固定生态流量(坝址处多年平均流量10%)条件下进行河道整理的改善效果。经比较分析,提出了黑水河生境修复可采取河道整理为主,结合优化生态流量的保护方案。     

赤水河河源段栖息地现状评价及修复对策探讨

开展赤水河河源段重点鱼类优先保护排序及河道栖息地健康评价,为赤水河鱼类保护和栖息地修复提供参考。以赤水河河源段为研究区域,设置18个采样点,于2021年11月、2022年4月进行调查。综合考虑区域内小水电拆除对鱼类栖息地的影响,依据AHP-熵权法,筛选了金沙鲈鲤、青石爬鮡、圆口铜鱼、岩原鲤、昆明裂腹鱼、长薄鳅6种优先保护鱼类,构建基于河流地貌特征、水文、水质及鱼类等4方面的河道栖息地健康评价指标体系,建立多尺度赤水河河源段栖息地综合评价标准。评价结果显示该河段仅30%河道栖息地为较好状况,50%河道栖息地处于一般状况,20%河道栖息地处于较差状况。小水电拆除可以有效恢复鱼类栖息地,但其质量仍需进一步提升,结合研究区栖息地现状评估结果,可采取河道清理、卵砾石注入、河段平面形态修复、砾石群修复、构建生态丁字坝等5种修复措施。     

基于栖息地模拟法的中华鲟自然繁殖适合生态流量分析

以长江中华鲟作为目标物种,通过中华鲟自然繁殖期间产卵江段的的栖息地调查,确定了中华鲟的偏好水深、偏好流速及偏好底质。以河道内流量增量法(IFIM)为基础,采用二维水力学模型结合鱼类栖息地模型对中华鲟产卵场的栖息地条件进行了分析,计算了中华鲟自然繁殖期间流量与栖息地加权可利用面积的关系。结果表明,流量在13000～15000m3/s时,栖息地加权可利用面积达到最大,约2.1km2。     

基于栖息地模拟法的中华鲟自然繁殖适合生态流量分析

以长江中华鲟作为目标物种,通过中华鲟自然繁殖期间产卵江段的的栖息地调查,确定了中华鲟的偏好水深、偏好流速及偏好底质。以河道内流量增量法（ＩＦＩＭ）为基础,采用二维水力学模型结合鱼类栖息地模型对中华鲟产卵场的栖息地条件进行了分析,计算了中华鲟自然繁殖期间流量与栖息地加权可利用面积的关系。结果表明,流量在１３０００～１５０００ｍ３／ｓ时,栖息地加权可利用面积达到最大,约２．１ｋｍ２。     

黄河下游湿地演变与实测径流相关性研究

探索不同类型河道湿地面积与水文站实测径流量的相关性，为黄河流域生态保护修复和管理工作提供支撑。选择黄河下游花园口-利津河段为研究对象，基于1986、1990、2000、2010和2020年5期遥感解译黄河下游湿地的类型、面积和格局，分析湿地动态变化及原因，结合黄河下游重要水文站实测径流量数据，探索黄河下游不同类型河道湿地面积变化与径流相关性。结果表明：（1）河流水面湿地为黄河下游河段湿地的主要组成部分，占湿地面积的45.9%~65.9%；（2）黄河下游河段的湿地面积从上世纪80年代至今虽然呈现萎缩趋势，面积减少约35.6%，但萎缩速度在不断减缓，湿地面积逐渐趋于稳定；（3）黄河下游游荡型、弯曲型和顺直型河段的湿地面积与径流量的相关性存在差异。游荡型和弯曲型河段河流水面面积与流量均呈正相关关系，但变化幅度不同，顺直型河段河流水面面积受流量的影响较弱，游荡型、弯曲型河段和顺直型河段滩地面积随径流量增大而减少，减少幅度各有差异，3种河段在不超过某一流量下，河流湿地的面积保持稳定，而超出一定流量范围后，湿地总面积均增加。     

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。     

物理栖息地模型在中华鲟自然繁殖生态流量决策中的应用

以国家一级保护物种中华鲟(Acipenser sinensis)为研究对象,探讨三峡大坝和葛洲坝水利工程在不同流量调度措施下对中华鲟产卵栖息地的影响。通过考虑中华鲟生境需求特性建立了中华鲟产卵场的物理栖息地模型,根据模型得出的适宜栖息地面积变化来量化不同的流量调度措施对其产卵场质量的影响,然后利用实测的中华鲟产卵量和资源量数据来验证和评价物理栖息地模型的可靠性和实用性,从而进行合理的生态流量决策。结果发现,年平均适宜栖息地面积的变化曲线与中华鲟的产卵量和资源量变化曲线有着相同的变化趋势,从而推断适宜栖息地面积可以反映中华鲟产卵栖息地的质量;并通过不同流量工况的计算,进行最佳生态流量决策。利用该物理栖息地模型可以有效地量化流量改变对目标物种栖息地质量的影响,为中华鲟产卵栖息地的生态水利调度提供评估和决策的方法。     

澜沧江流域鱼类栖息地保护实践

现阶段我国已建、在建水电工程主要采用过鱼、鱼类增殖放流作为主要的鱼类保护措施,栖息地保护方面开展了一定的工作,介绍澜沧江水电开发过程中鱼类栖息地保护实践,为加强鱼类资源保护的适应性管理,以及后续栖息地设计、建设、管理工作提供经验. 澜沧江流域功果桥以上江段以高原区系的鱼类为主,功果桥以下江段东洋鱼类区系鱼类逐渐增多。从流域层面进行栖息地保护规划,需要在上游建立高原鱼类栖息地保护水域和在下游建立东洋鱼类栖息地保护水域。干流在侧格、约龙、班达、如美库尾及卡贡河段保留了流水江段,乌弄龙至古水间保留了51.9km的流水江段,托巴至里底梯级之间保留了约26km的干流为流水江段,橄榄坝到南腊河出境口段也保留了流水江段;支流拟定大桥河、永春河、基独河、德庆河、罗闸河、右支小黑江、左支小黑河为栖息地保护河段。橄榄坝至南腊河河口段的干支流均维持了较好的自然生境, 2012年对补远江进行的2次鱼类调查共调查到鱼类25种, 2014年已达37种;基独河电站拆除前该河仅有少数鮡科和鳅科鱼类,电站拆除后监测到鮡科、鳅科和鲤科等鱼类16种;资助成立了澜沧江下游河段鱼类保护管理所,在澜沧江下游主要鱼类栖息地设置保护标识牌,开展鱼类保护日常巡查及栖息地环境调查,并进行鱼类保护法律法规宣传。鱼类栖息地保护工作应进一步加强引导,提高各方开展栖息地保护的意识和积极性,开展鱼类、环境等长期监测工作。     

流量过程变化对黄河内蒙古河段鱼类影响初探

通过分析黄河干流内蒙古河段水文流量过程的时空变化特征，研究黄河鱼类生态习性与径流组分的响应关系，探讨内蒙古河段流量过程变化对黄河鱼类生长的影响。选择月均流量、日均流量变幅、极端流量和脉冲延时4个水文情势指标，采用IHA-RVA（水文情势变化指标法-变化范围法）分析内蒙古河段水文情势的改变程度。黄河内蒙古河段枯期月均流量增加、最小日流量增加，有利于内蒙古河段的鱼类越冬。但是内蒙古河段月均流量过程坦化，降低了鱼类栖息地数量及多样性；最大流量出现时间明显改变，洪水脉冲刺激减弱均会影响鱼类繁殖行为；洪水持续时间缩短导致鱼类产卵栖息地减少、幼鱼食物来源减少，不利于幼鱼生长。黄河干流上游河段水利工程运行后，对内蒙古河段的水文情势产生了明显的影响，改变了该河段的生态水文联系过程。需要采取生态调度、栖息地恢复等手段优化水文情势过程，为促进黄河内蒙古河段的水生态保护提供支持。     

乌东德水电站日调峰对下游裂腹鱼类栖息地的影响研究

日调峰是乌东德水电站日常运行的主要出力约束和调度目标，但调度引起的水库出库流量大幅涨落也可能对下游生态环境产生不利影响。采用河道内流量增量法，通过构建二维水动力模型，研究了乌东德水电站日调峰引起的下游河段水文水动力条件波动对裂腹鱼类繁殖期栖息地适宜性的影响，并分析了2023年电站基荷发电生态调度试验效果。结果表明：当乌东德电站下泄流量低于1160 m3/s时，坝下江段裂腹鱼类潜在产卵场面积相对较大；当流量高于2000 m3/s时，裂腹鱼类潜在产卵场面积显著减少。电站日调峰结束时，出库流量降幅越大，裂腹鱼类潜在产卵场脱水面积及鱼卵脱水风险越大。2023年乌东德电站基荷发电生态调度期间，坝下江段裂腹鱼类潜在产卵场的加权面积有所减少，但潜在产卵场和鱼卵早期的脱水风险有显著降低。为提高繁殖期裂腹鱼类生境适宜性和持续性，电站有必要进一步减少调峰频次、降低出库流量至适宜区间。     

湟水流域水生态保护与修复研究

研究湟水流域水生态现状和保护与修复措施,加强湟水流域水生态保护,维持黄河尤其是黄河上游流域及青藏高原和黄土高原-川滇生态屏障生态安全。湟水干流、大通河梯级开发集中,河流纵向连通性遭到严重破坏,且大部分水电站是引水式小水电站,枯水期水电站下游河道脱流现象严重,河流水流连续性及横向连通性遭到破坏,河流生态功能严重下降。根据国家及黄河流域对湟水流域生态保护定位及要求,在湟水流域水生态状况评价及问题识别的基础上,明确各区域(河段)水生态保护目标,提出了湟水上中下游水生态保护与修复总体布局、重要断面生态需水指标及保障措施和重要湿地、重要鱼类栖息地等保护与修复措施体系。     

基于河床调流的河道微生境改善技术综述

总结了河流的微生境因子及改善技术,为生态治理提供理论参考和技术借鉴。生物的空间分布格局是不同尺度上各种生物因子和非生物因子长期综合作用的结果,河流中水生生物的生存状况与其所处微生境条件息息相关。微生境改善作为一种重要的水生态修复措施,对于提高水生生物多样性、构建完整河流生态系统结构、恢复河流健康具有重要意义。在分析河道微生境主要因素的基础上,重点介绍了丁坝、深槽-浅滩和堰/砾石群3种微生境改善技术,并对当前技术应用存在的问题进行了分析和展望。     

金沙江旭龙水电站鱼类栖息地适宜性评价

为筛选金沙江上游旭龙江段鱼类栖息地保护支流，从替代适宜性和保护适宜性两个角度构建了鱼类栖息地适宜性评价指标体系，选取了11个与栖息地质量密切相关的评价指标，应用层次分析法确定评价指标的权重值，计算了三条主要支流的栖息地适宜性指数（HSI），并划分了栖息地适宜性等级。结果表明：重点保护鱼类物种相似性、纵向连通性指数、特有鱼类物种相似性3项指标的权重值位列前三位，分别为0.234、0.234、0.127；定曲、麦曲河、丹达曲的HSI 分别为84.1、72.0和61.3，定曲适宜性等级最高为“高度适宜”，麦曲河、丹达曲适宜性等级为“适宜”。针对当前定曲鱼类生境存在的问题，拟定了补建过鱼设施、开展受损河道生境修复、实施生态调度以及加强水污染监管等对策措施，以期为受水电开发影响下的河流栖息地筛选与保护提供参考。     

鄱阳湖物理生境特征及其对鱼类群落结构的影响

湖泊鱼类群落结构与物理生境特征密切相关。为了探究鱼类群落结构与物理生境特征之间的关系,在鄱阳湖设立17个采样点,通过采集鱼类样本研究其群落结构,并利用遥感技术分析样点物理生境特征（包括岸线分形维数、距离指数和高程值）及其空间区域差异。结果表明,依据17个采样位点的物理生境特征,鄱阳湖丰水期物理生境空间上可以划分为3个区域,分别为北方区、南方区和主湖区,但枯水期鄱阳湖生境没有显著的区域划分规律。丰水期鄱阳湖鱼类可以分为北方群、南方群和主湖区群3个类群,而枯水期鱼类组成没有明显规律。从功能类群上看,鄱阳湖鱼类以杂食性、湖泊定居性和偏好于底层以及中下层栖息的中小型鱼类为主。不同区域的鱼类功能群之间存在时间和空间上的变化,北方区和南方区鱼类功能群组成相似,主湖区与北方区和南方区存在差异。总体上,鱼类群落结构的时空变化和差异与物理生境特征具有良好的一致性;未来鄱阳湖鱼类的保护工作需要关注湖泊物理生境特征,不同区域应制定不同的保护措施。     

2023年三峡水库生态调度对四大家鱼生境面积影响研究

2023年5月27日至6月3日，三峡水库开展了针对葛洲坝下游四大家鱼自然繁殖的生态调度试验，为量化此次生态调度对四大家鱼生境面积影响，以葛洲坝至枝江江段为研究区域，选择水位变幅、水深、流速、水温4个主要生境因子，建立了耦合平面二维水动力学模型和产卵栖息地适宜度曲线的四大家鱼产卵生境质量评估模型，实现了产卵综合适宜度指数的时空分布的精细化模拟。结果表明：生态调度期间，研究区域四大家鱼产卵综合适宜度指数呈现稳定增加趋势，四大家鱼产卵加权可利用面积占研究区域总面积比例由30.45%增加至约55%；适宜四大家鱼产卵区域（产卵综合适宜度指数在0.6～1.0范围）明显增加，占研究区域总面积比例由4.67%增加至约60%。2023年三峡水库生态调度显著改善了葛洲坝至枝江江段四大家鱼产卵生境质量。     

Movements by adult cutthroat trout in a lotic system: implications for watershed-scale management

Abstract  Movements by adult cutthroat trout, Oncorhynchus clarkii (Richardson), were assessed from autumn to summer in the Salt River watershed, Wyoming-Idaho, USA by radio telemetry. Adult cutthroat trout were captured during September and October 2005 in the main stem of the Salt River, surgically implanted with radio transmitters, and tracked through to August 2006. Adult cutthroat trout were relatively sedentary and resided primarily in pools from October to March, but their movement rates increased during April. Higher movement rates were observed among tagged fish during May and early June. Among 43 fish residing in the Salt River during April 2006, 44% remained in the river, 37% moved into mountain tributaries and 19% moved into spring streams during the spawning season. Fish did not use segments of mountain tributaries or the upstream Salt River where fish passage was blocked by anthropogenic barriers or the channel was dewatered during summer. Almost all the fish that moved into spring streams used spring streams where pools and gravel–cobble riffles had been constructed by landowners. The results suggest that adult Snake River cutthroat move widely during May and early June to use spawning habitat in mountain tributaries and improved spring streams. Maintaining the ability of adult fish to move into mountain streams with spawning habitat, preserving spawning habitat in accessible mountain tributaries and removing barriers to upstream movements, and re-establishing summer stream flows in mountain tributaries affected by dams appear to be habitat management alternatives to preserve the Snake River cutthroat trout fishery in the Salt River.     

Movement patterns of imperiled blue shiners (Pisces: Cyprinidae) among habitat patches

Abstract – The blue shiner ( Cyprinella caerulea ) is a federally threatened cyprinid that inhabits discrete habitat patches, but whether the fish in these patches represent distinct subpopulations or a continuous population is not known. Movement patterns of adult blue shiners among habitat patches in the Conasauga River (Tennessee and Georgia, USA) were investigated to determine if movement among patches was unrestricted, or if each patch represented a relatively discrete subpopulation. Movement was restricted to a small proportion of individuals at any given time, and most fish that moved did so between adjacent habitat patches. The average distance moved by blue shiners over the two study periods (1997 and 1998) was just 130.7 m. Riffle and glide mesohabitats were not barriers to the dispersal of blue shiners, and fish moved both upstream and downstream in approximately equal numbers. It is suggested that the fish that are mobile at a given time are responsible for recolonization of habitat patches via cumulative, stepwise movements between adjacent patches, and that intervening patches must be present to maintain connectivity of the entire population. Blue shiners exist as relatively discrete subpopulations in the Conasauga River. This finding emphasizes the importance of protecting habitat integrity throughout the entire course of the river to prevent isolation of subpopulations. This species may be used as a model for the conservation of other patch-restricted aquatic species. ^Note     

基于四大家鱼产卵需求的汉江中下游生态流量研究

针对汉江中下游梯级电站开发后水文节律变化造成四大家鱼栖息地生境质量降低的问题,分别通过几种常用水文学法和栖息地模型计算了汉江中下游河道最小生态流量和四大家鱼产卵适宜生态流量,并在最小生态流量的基础上,结合四大家鱼产卵适宜生态流量以及生态水文特征在5-8月进行了脉冲设计,综合确定出了满足四大家鱼产卵需求的生态流量过程。结果表明,Lyon法和7Q10法最适宜汉江中下游最小生态流量的计算,流量为294~863 m3/s;通过栖息地模型计算,彭市和仙桃江段四大家鱼产卵适宜生态流量为1233~3950 m3/s;流量日涨幅在139.1~534.8 m3/s,持续5 d的涨水过程可为四大家鱼产卵提供良好的条件。该研究从考虑四大家鱼产卵需求的角度,为汉江中下游梯级电站的生态调度提供科学参考。     

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。