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三峡水库生态调度试验对四大家鱼产卵的影响分析

徐薇 杨志 陈小娟 陶江平 潘晓洁 李键庸

徐薇, 杨志, 陈小娟, 陶江平, 潘晓洁, 李键庸. 三峡水库生态调度试验对四大家鱼产卵的影响分析[J]. 环境科学研究, 2020, 33(5): 1129-1139. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.03.46
引用本文: 徐薇, 杨志, 陈小娟, 陶江平, 潘晓洁, 李键庸. 三峡水库生态调度试验对四大家鱼产卵的影响分析[J]. 环境科学研究, 2020, 33(5): 1129-1139. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.03.46
XU Wei, YANG Zhi, CHEN Xiaojuan, TAO Jiangping, PAN Xiaojie, LI Jianyong. Three Gorges Reservoir Ecological Operation Effect on the Spawning of the Four Major Chinese Carps[J]. Research of Environmental Sciences, 2020, 33(5): 1129-1139. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.03.46
Citation: XU Wei, YANG Zhi, CHEN Xiaojuan, TAO Jiangping, PAN Xiaojie, LI Jianyong. Three Gorges Reservoir Ecological Operation Effect on the Spawning of the Four Major Chinese Carps[J]. Research of Environmental Sciences, 2020, 33(5): 1129-1139. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.03.46

三峡水库生态调度试验对四大家鱼产卵的影响分析

doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.03.46
基金项目: 

国家重点研发计划项目 2016YFC0402204

国家自然科学基金项目 51609156

国家自然科学基金项目 51679152

详细信息
    作者简介:

    徐薇(1984-), 女, 湖北仙桃人, 副研究员, 硕士, 主要从事鱼类生态学及生态调度研究, betty3115@126.com

    通讯作者:

    李键庸(1962-), 男, 安徽无为人, 教授级高级工程师, 博士, 主要从事水文水资源及水生态保护研究, lijianyong@mail.ihe.ac.cn

  • 中图分类号: X174

Three Gorges Reservoir Ecological Operation Effect on the Spawning of the Four Major Chinese Carps

Funds: 

National Key Research and Development Program of China 2016YFC0402204

National Natural Science Foundation of China 51609156

National Natural Science Foundation of China 51679152

  • 摘要: 2011年以来,三峡水库持续开展了促进长江中游四大家鱼产卵的生态调度试验.采用鱼类早期资源调查方法研究了三峡水库生态调度实施以来四大家鱼自然繁殖、水文环境要素的年际变化特征,采用系统重构方法分析了四大家鱼自然繁殖的关键生态水文要素,提出了宜昌江段涨水过程的生态调度优化条件.结果表明:①2012—2018年三峡水库共开展了11次生态调度试验,生态调度使得宜昌江段持续涨水时间范围为2~9 d,水位日均涨幅范围为0.43~1.83 m,流量日均增幅范围为1 080~5 800 m3/s,起始水温范围为17.5~23.5℃.②沙市江段监测到四大家鱼鱼卵时的水温分布范围为19.2~25.5℃、平均值为22.5℃,流量分布范围为11 000~33 600 m3/s、平均值为16 890 m3/s;水温平均值在各年份间没有显著性差异,流量平均值在各年份间有显著性差异.③沙市江段四大家鱼鱼卵组成以草鱼和鲢为主,二者年均产卵量约占总产卵量的85%,青鱼和鳙年均产卵量约占总产卵量的15%.除2016年外,生态调度期间四大家鱼的产卵量占监测期间四大家鱼总产卵量的比例较大,变动范围为31.90%~66.58%.生态调度期间,四大家鱼自然繁殖性能普遍好于非生态调度时期,表现为产卵持续时间更长、产卵场范围更广、单次洪峰的产卵规模更大,证实了实施生态调度的有效性.④持续涨水天数、初始水位和产卵时序是影响2012—2018年宜昌至沙市江段四大家鱼产卵量的重要生态水文参数.⑤为增加宜昌至沙市江段四大家鱼产卵量,宜昌江段需满足的水文条件为断面初始流量达14 000 m3/s,持续涨水4 d以上,水位日涨幅平均大于0.5 m,流量日增幅平均大于2 000 m3/s,与前一次洪峰的间隔时间在5 d以上.研究显示,三峡水库连续实施生态调度对近年来长江中游四大家鱼的种群恢复起到了一定的作用,未来应将建模和监测手段整合到生态调度试验中以分析长期的生态响应,并建立一套科学的生态调度效果评价体系来评价流量调节对四大家鱼产卵活动的影响.

     

  • 图  1  长江中游采样站点及断面示意图

    Figure  1.  Sampling area and transaction sites in the Middle Yangtze River

    图  2  洪峰过程的水文参数分解

    Figure  2.  Hydrological indexes by flood process decomposition

    图  3  2012—2018年采集到四大家鱼鱼卵时的水温分布

    Figure  3.  Distribution of water temperature when four major Chinese carps (FMCC) eggs monitored from 2012 to 2018

    图  4  2012—2018年采集到四大家鱼鱼卵时的流量分布

    Figure  4.  Distribution of water runoff when FMCC eggs monitored from 2012 to 2018

    图  5  2012—2018年不同调度期间沙市断面四大家鱼的鱼卵径流量水平及占比

    Figure  5.  Egg runoff and its proportion of FMCC during different operation periods from 2012 to 2018

    图  6  2012—2018年不同家鱼鱼卵径流量及生态调度期四大家鱼鱼卵径流量占比

    Figure  6.  Egg runoff of different carps and proportion in ecological operation from 2012 to 2018

    图  7  2012年和2017年四大家鱼鱼卵密度与水位变化响应关系

    注:EO代表生态调度期间, 其余时段为非生态调度期间.

    Figure  7.  Relationship of FMCC egg density and water level in 2012 and 2017

    表  1  2012—2018年三峡水库生态调度实施情况

    Table  1.   Implementation of ecological operation by TGR from 2012 to 2018

    调度日期 流量日增幅/(m3/s) 水位日涨幅/m 涨水持续时间/d 调度起始水温/℃
    2012年5月25—31日 800~5 300(2 425) 0.19~1.80(1.02) 4 21.5
    2012年6月20—27日 600~2 600(1 600) 0.23~1.06(0.64) 4 23.0
    2013年5月7—14日 660~3 200(1 260) 0.38~1.05(0.51) 9 17.5
    2014年6月4—7日 940~1 450(1 230) 0.36~0.53(0.46) 3 21.1
    2015年6月7—10日 25~6 910(3 180) 0.11~2.77(1.30) 4 22.0
    2015年6月25—28日 5 325~6 275(5 800) 1.58~2.07(1.83) 2 23.3
    2016年6月9—11日 750~2 925(1 775) 0.21~0.89(0.55) 3 22.5
    2017年5月20—25日 600~1 700(1 080) 0.22~0.71(0.43) 5 20.3
    2017年6月4—9日 400~3 500(1 365) 0.18~1.34(0.51) 6 21.8
    2018年5月19—25日 1 125~2 800(1 825) 0.43~0.84(0.58) 5 21.0
    2018年6月17—20日 675~1 975(1 440) 0.27~0.77(0.56) 3 23.5
    注:括号中数值为平均值.
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    表  2  两种调度洪峰模式下四大家鱼繁殖性能比较

    Table  2.   Comparison of reproduction performance in FMCC between ecological operation and routine operation

    洪峰模式 统计项 产卵持续时间/d 产卵场范围/km 产卵规模/(106个)
    生态调度 平均值 4 85 82.6
    范围 3~5 56~115 35.4~308.4
    非生态调度 平均值 3 68 56.6
    范围 2~6 17~105 11.5~214.4
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    表  3  洪峰过程参数影响四大家鱼繁殖的系统重构分析结果

    Table  3.   System reconstruction analysis of flood-process hydrological indexes influencing the reproduction of FMCC

    排序 因素(等级) 指标名称 指标等级值
    1 V5(等级3) 持续涨水天数 4.0
    2 V1(等级3) 初始水位 41.0
    3 V9(等级3) 产卵时序 3.5
    4 V7(等级4) 前后洪峰水位差 1.6
    5 V9(等级4) 产卵时序 5.0
    6 V3(等级2) 初始流量 14 415.0
    7 V7(等级3) 前后洪峰水位差 0.8
    8 V6(等级2) 前后洪峰间隔时间 5.0
    9 V8(等级4) 产卵距5月1日的天数 56.0
    10 V2(等级4) 水位日涨率 0.6
    11 V7(等级2) 前后洪峰水位差 0.4
    12 V3(等级3) 初始流量 16 485.0
    13 V4(等级4) 流量日涨率 2 300.0
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    表  4  不同研究中宜昌江段生态调度水文条件

    Table  4.   Hydrological demands in Yichang River Section proposed by different researchers

    调度时间 起涨流量/(m3/s) 水位日涨幅/m 流量日增幅/(m3/s) 涨水持续时间/d 涨水次数 两次洪水间隔时间/d 数据来源
    5月下旬至6月上旬 0.3~0.5 4~6 2 1~2 文献[18]
    5—6月 >5 文献[19]
    5—6月 0.41~0.8 910~2 931 2~4 3~8 文献[20]
    5—7月 8~10 2 20~25 文献[21]
    5—6月 1 100~1 800 3 3 文献[22]
    6—7月 >15 000 900~3 000 >5 >1 文献[23]
    5—6月 >14 000 >0.54 >2 200 >4 >5 该研究
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-02-05
  • 修回日期:  2020-03-29
  • 刊出日期:  2020-05-25

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