长江中下游鱼类栖息地模型研究

近年来，我国水利建设事业取得了蓬勃的发展，在提供清洁能源、保障防洪安全，促进区域经济发展等方面发挥了重要作用，同时水利工程的建设和运行也给鱼类栖息地造成多方面的胁迫。本项目旨在结合流体力学、生态学、环境统计分析等方面的知识，基于野外调查和数值模拟等方法，建立鱼类栖息地模型，定量化研究水利工程对鱼类栖息地的影响。中华鲟是我国国家Ⅰ级珍稀水生保护动物，葛洲坝和三峡工程的建设和运行使其产卵场范围和质量显著降低，种群生存受到威胁，本课题以中华鲟为例，研究水利工程导致的产卵场水文、泥沙、水质条件改变对中华鲟繁殖行为的影响。通过建立中华鲟栖息地模型，对影响中华鲟产卵、鱼卵孵化、幼鱼成长的水沙、水质等条件进行综合定量模拟，探索梯级水库调度对中华鲟种群繁殖的影响机理，寻求兼顾保护鱼类资源与保证水利工程自身效益的梯级水库生态调度模式。

水电开发引起的生态环境影响问题是当前科学研究和社会关注的焦点，也是实现流域水电开发与生态环境保护相协调、维系河流生态系统健康的迫切需要。基于物种保护的栖息地模拟方法考虑生物本身的需求，成为协调水电开发和河流生态系统保护，建立水库生态调度模式的可靠的理论与方法。鱼类是河流生态系统中关键的生物物种，在青年基金项目“长江中下游鱼类栖息地模型研究”的支持下，申请人对鱼类栖息地模型进行了较为深入的研究。发展了河道内流量增量法，建立了一维和二维的的鱼类栖息地模型，定量化研究水利工程对鱼类栖息地的影响。基于野外调查和文献调研，对长江的两种鱼类：珍稀鱼类中华鲟和重要经济鱼类“四大家鱼”的栖息地进行了模拟。中华鲟是我国国家Ⅰ级珍稀水生保护动物，葛洲坝和三峡工程的建设和运行使其产卵场范围和质量显著降低，种群生存受到威胁，通过研究水利工程导致的产卵场水文、泥沙、水质条件改变对中华鲟繁殖行为的影响，建立了中华鲟栖息地模型，对影响中华鲟产卵、鱼卵孵化、幼鱼成长的水沙、水质等条件进行综合定量模拟。同时对于备受关注的江湖洄游鱼类——“四大家鱼”，群体数量减少，群体结构组成简单，整体资源量下降。耦合“四大家鱼”栖息地适宜度方程和一维水动力学模型，建立“四大家鱼”栖息地适宜度模型，模拟和预测不同河流水文情景下，家鱼产卵场的适宜程度。模拟结果表明，长江中游满足四大家鱼繁殖的最小生态流量为3, 000 m3/s。对应不同的初始流量需要有不同的流量增幅，日流量增幅过大或过小均不利于家鱼产卵。因此，调整水库运行调度方式，给家鱼产卵提供有利的流量和水位增长刺激是保护家鱼资料量的可行措施。相关成果发表学术论文15篇，其中以第一作者发表SCI论文4篇；发表EI论文10篇，专著2部，参加国际会议4次。相关成果获得国内外专家的认可，并获得德国洪堡学者奖学金。