葛洲壩下近壩江段物理環(huán)境與魚類時空分布特征的研究.pdf

1、宜昌江段作為長江中游和上游的分界位置有著較多樣的地理和生態(tài)特征。而葛洲壩下宜昌江段處于長江由山區(qū)河流向平原河流的過度段，河床底質(zhì)組成和河道形態(tài)也具有不同于一般山區(qū)河流和平原河流的特性，同時該河段內(nèi)還分布有中華鱘、達(dá)氏鱘、胭脂魚、江豚等水生保護(hù)動物，而了解河流環(huán)境和魚類時空分布特征對于該區(qū)域內(nèi)漁業(yè)資源的利用和保護(hù)具有重要意義。本文以葛洲壩下至松滋口約80 km的長江干流江段作為研究范圍，通過水下視頻攝像技術(shù)，對該江段內(nèi)河床底質(zhì)組成進(jìn)行了分

2、類和對比；使用聲學(xué)多普勒剖面流速儀對河段內(nèi)水深和流速進(jìn)行了測量，提取了深度平均流速、平均水深和 Fr（弗勞德數(shù)）三個指標(biāo)參數(shù)通過聚類分析的方法將各河段的流速類型進(jìn)行了分類；對浮游植物和漁獲物進(jìn)行了調(diào)查和監(jiān)測，并與葛洲壩、三峽建壩初期進(jìn)行了對比；此外利用水聲學(xué)探測技術(shù)對該江段內(nèi)魚類分布特征分季節(jié)和晝夜進(jìn)行了探測和研究，并結(jié)合河流物理環(huán)境特征進(jìn)行了分析和探討，以期為漁業(yè)資源和環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、磐ㄟ^水下視

3、頻攝像技術(shù)對葛洲壩下約80km的長江干流江段201個采樣點(diǎn)的河床底質(zhì)進(jìn)行了觀測，視頻采樣點(diǎn)水深范圍為2.44～38.40m，采樣水深主要集中在5～15m的范圍。在201個視頻采樣點(diǎn)中，有32個采樣點(diǎn)底質(zhì)由單一底質(zhì)類型組成，占總采樣點(diǎn)數(shù)的15.4%，單一底質(zhì)類型分別為大型卵石（10處）、黏土（7處）、人工護(hù)底河床（7處）和沙石（8處），其他采樣點(diǎn)底質(zhì)則由卵石（大型卵石、中型卵石、小型卵石）、沙石或黏土混合組成，共有15種組成類型。將201

4、個視頻觀測點(diǎn)的底質(zhì)主要組成劃分為大型卵石、中型卵石、小型卵石、沙石、黏土以及本研究中觀測到的人工護(hù)底河床共6種類型。分析結(jié)果表明大型卵石占底質(zhì)主要組成的觀測點(diǎn)共115處，中型卵石占底質(zhì)主要組成的觀測點(diǎn)共43處；沙石占底質(zhì)主要組成的觀測點(diǎn)共22處；而以黏土、人工護(hù)底和小型卵石為底質(zhì)主要組成的觀測點(diǎn)較少，分別為10處、7處和4處。整體而言，研究區(qū)域內(nèi)主要底質(zhì)類型以卵石（大型卵石、中型卵石）和沙石為主，而人工護(hù)底河床在一定程度上會導(dǎo)致原有魚類

5、棲息地功能的退化和消失。
　　⑵使用聲學(xué)多普勒剖面流速儀對河段內(nèi)水深和流速進(jìn)行了測量，以平均深度、深度平均流速和Fr（弗勞德數(shù)）三個參數(shù)值為基準(zhǔn)，對葛洲壩下16個江段的流速類型進(jìn)行了聚類分析，結(jié)果顯示16個江段流速分屬三種類型，第一類流速類型屬于深潭型，這種類型水體較深，流速和Fr值較?。坏诙悓儆诰徚餍?，這種類型水體水深適中并具有一定的流速，F(xiàn)r值大于第一種類型；而第三類江段則屬于急流型，這種類型水體水深較淺，流速和Fr值均較大

6、?？傮w而言，葛洲壩下宜昌江段棲息地類型主要以緩流和急流為主。
　?、窃?015-2016年間春、夏、冬三個季節(jié)對葛洲壩下長江干流江段和支流清江的浮游植物進(jìn)行了監(jiān)測，長江游植物采樣中共監(jiān)測到浮游植物7門49屬63種，清江浮游植物共6門29屬35種，均以硅藻門和綠藻門為主，且長江浮游植物種類多于清江。浮游植物優(yōu)勢種方面，長江和清江均為7種，冬季浮游植物優(yōu)勢種最多，長江浮游植物優(yōu)勢種分別為具星小環(huán)藻、變異直鏈藻、顆粒直鏈藻、線性菱形藻、

7、尖針桿藻、四尾柵藻和具尾逗隱藻，清江浮游植物優(yōu)勢種為具星小環(huán)藻、顆粒直鏈藻、尖針桿藻、鈍脆桿藻、四尾柵藻、弱細(xì)顫藻和具尾逗隱藻。春夏冬三個季節(jié)長江浮游植物密度平均值分別為22.95×104個/L、67.01×104個/L和13.54×104個/L，各采樣點(diǎn)浮游植物密度變幅為（5.92～104.96）×104個/L；清江浮游植物密度值分別為79.88×104個/L、109.12×104個/L和40.94×104個/L，不同季節(jié)間清江浮游植

8、物密度值高于長江。不同季節(jié)下長江浮游植物多樣性指數(shù)為冬季＞夏季＞春季，均勻度指數(shù)為冬季＞春季>夏季，豐富度指數(shù)為冬季＞夏季>春季；清江浮游植物多樣性指數(shù)為夏季＞冬季＞春季，均勻度指數(shù)為夏季＞冬季＞春季，豐富度指數(shù)為冬季＞夏季>春季；三個季節(jié)中長江浮游植物多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和豐富度指數(shù)均大于清江。相比葛洲壩建壩初期，葛洲壩下長江干流江段浮游植物主要組成門類并未發(fā)生太大變化，浮游植物數(shù)量上升明顯，水質(zhì)整體處于β-中污帶，冬季水體或遭富營

9、養(yǎng)化。總體而言，葛洲壩下長江干流江段浮游植物多樣性較低，均勻度較好，群落結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定。
　?、仍?015-2016年間對葛洲壩下近壩江段的漁獲物進(jìn)行了調(diào)查，監(jiān)測到魚類53種共5691尾，隸屬于4目10科38屬，漁獲物總重為987.78 kg。其中鯉科魚類最多，共31種；其次為鲿科，共9種，其他各科魚類共13種。此外，圓筒吻鮈、圓口銅魚、長鰭吻鮈、長薄鰍和中華金沙鰍5種魚類為長江上游特有種。銅魚、鱖、瓦氏黃顙魚、圓筒吻鮈和鳊這5種魚

10、類是該江段的主要捕撈對象，其平均體長為248.6±36.1 mm（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）、171.1±46.9 mm（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）、174.3±34.5 mm（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）、185.9±20.1 mm（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）和255.8±51.4 mm（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差），相對優(yōu)勢度指數(shù)（IRI）分別為40.59%、27.88%、9.92%、4.79%和5.14%。在日均單船產(chǎn)量（CPUE）方面，2015年7月、11月、12月及2016年1月

11、，葛洲壩下宜昌江段的日均單船產(chǎn)量（CPUE，kg/船·天），CPUE值分別為5.68 kg/船·天、3.24 kg/船·天、2.16 kg/船·天、1.25 kg/船·天，均值為3.08 kg/船·天，可以看出，隨著季節(jié)的變化CPUE值呈逐漸下降的趨勢。相比于葛洲壩建壩初期，魚類種類數(shù)發(fā)生了明顯的減少，與三峽工程蓄水初期相比，CPUE呈衰退的趨勢。
　?、稍?015-2016年間對葛洲壩下80 km的長江干流江段分季節(jié)進(jìn)行了5次水

12、聲學(xué)探測，對廟咀至夷陵大橋約4 km的江段進(jìn)行了1次晝夜探測。不同季節(jié)下目標(biāo)信號TS值分布范圍差異顯著，水深分布無明顯差異，而造成TS值差異的主要原因可能與洄游性魚類大個體親本對此江段的補(bǔ)充有關(guān)。5次季節(jié)性水聲學(xué)探測中魚類密度在河流縱向分布上差異較大，2015年5月魚類信號主要聚集在前8個江段（葛洲壩至宜都），而2015年8月魚類信號在16個江段分布則較為均勻，綜合5次調(diào)查結(jié)果和與河段物理環(huán)境特征相關(guān)性分析來看魚類偏好分布于水體較深并伴

13、有一定流速且河床質(zhì)為卵石的位置。從魚類晝夜水聲學(xué)探測結(jié)果來看，夜間和白天水聲學(xué)探測魚類平均密度值分別為99.6±56.7 ind/1000m3和25.7±36.0 ind/1000m3（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差），魚類夜間密度明顯高于白天，約為白天的3.9倍。此外在夜間和白天的水聲學(xué)探測中發(fā)現(xiàn)，河口區(qū)域魚類密度值顯著高于非河口區(qū)域，造成這種差異的主要原因與魚類攝食活動節(jié)律有關(guān)。
　?、梳槍χ腥A鱘的時空分布特征，在2014-2016年間對葛洲

14、壩下近壩80km的長江干流江段進(jìn)行了12次水聲學(xué)探測，共獲得24個中華鱘聲學(xué)信號，目標(biāo)信號TS平均值為-22.0±2.3 dB（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差），TS分布范圍為-24.9～-16.5dB；目標(biāo)信號平均分布水深為14.0±4.5m（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差），水深分布范圍為6.4～20.8m；目標(biāo)信號至葛洲壩以及深泓線平均距離為28.4±23.41 km和73.8±154.9m（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差），距離范圍分別為0.7～59.1km，0.7～632.

15、9m。與2007～2010年水聲學(xué)探測結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，2014～2016年間的目標(biāo)信號在時空分布上發(fā)生了明顯的變化，這些變化表現(xiàn)在：水深分布范圍減小，主要分布水深范圍由7.8～21.8m縮小為10.5～18.4m；距離河道深泓線和葛洲壩的距離更遠(yuǎn)，與河道深泓線和葛洲壩距離的主要分布范圍由61.1～183.7m和0.9～49.3km分別變化為44.6～249.7 m和8.2～52.1km；目標(biāo)信號季節(jié)分布差異明顯，2007～2010年19個