汉江中下游梯级枢纽联合生态调度对产漂流性卵鱼类自然繁殖的效应研究

为促进汉江中下游鱼类繁殖,2018年6月汉江中下游首次实施梯级联合生态调度试验.该研究在汉江中下游钟祥、沙洋、泽口、仙桃江段设置监测断面,采集鱼类早期资源,并在兴隆枢纽泄洪闸上、下开展鱼类溯流集群情况监测,以分析生态调度对促进汉江中下游鱼类繁殖的效果.监测结果表明汉江中下游鱼卵种类共有26种(属),其中产漂流性卵鱼类22种.监测期间漂流性卵径流量为143411万粒,其中四大家鱼卵径流量为4887万粒,占3.41%,推测汉江中下游有6处成规模的产漂流性卵鱼类产卵场.生态调度期间,坝下鱼类溯流集群随兴隆枢纽调度过程发生变化,钟祥和仙桃江段均出现两次鱼类产卵高峰,鱼卵径流量占总径流量的61.66%,并监测到四大家鱼卵,表明梯级联合生态调度结合区间来水,对汉江下游鱼类,特别是四大家鱼的繁殖具有积极的作用.     

三峡库区涪陵江段产漂流性卵鱼类的早期资源及其对水文和水温特征的响应

三峡水库调度运行改变了库区江段的水文情势,影响漂流性卵苗在库区江段内的时空分布特征。在水库低水位运行时,具有流水生境特征的库中和库尾江段是产漂流性卵鱼类在整个三峡库区内重要的产卵江段。了解三峡库中和库尾江段产漂流性卵鱼类的早期资源状况及其对水文和水温特征的响应关系,对于采取适宜的保护措施促进鱼类早期资源的恢复具有重要的意义。本文通过2017—2020年5—7月在库中涪陵断面进行的逐日早期资源监测,了解三峡库中和库尾江段产漂流性卵鱼类早期资源的种类组成、产卵规模、产卵场分布及其年际变动特征,并采用随机森林(RF)模型,分析鱼类逐日产卵规模变动与水文、水温格局及其过程的关系,辨识影响不同种类产卵规模变动的关键水文及水温要素。结果表明:2017—2020年共采集到漂流性鱼卵21种,包括长江上游特有鱼类鱼卵3种;以圆筒吻鮈Rhinagobio cylindricus、蒙古鲌Chanodichthys mongolicus、贝氏(?)Hemiculter bleekeri等6种鱼类的鱼卵为主,占总采集鱼卵数的88.76%;各年的鱼卵规模分别为83.04×10⁸、14.29×...     

三峡水库十年生态调度(2011—2020年)期间下游沙市江段产漂流性卵鱼类自然繁殖变化

2011—2020年,三峡水库共开展了14次促进坝下江段四大家鱼自然繁殖的生态调度试验,于每年5—7月在长江中游沙市江段开展鱼类早期资源调查研究,旨在掌握生态调度实施以来产漂流性卵鱼类自然繁殖的响应变化,评估生态调度对长江中游鱼类自然繁殖的贡献。十年间共采集到鱼卵35种,其中典型产漂流性卵鱼类有25种,主要种类包括贝氏?(Hemiculter bleekeri)、鯿(Parabraims pekinensis、银鮈(Squalidus argentatus)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、翘嘴鲌(Culter alburnus)和花斑副沙鳅(Parabotia fasciata);鱼卵群落多样性指数H、均匀度指数E和稳定性指数ICV在年际间呈现先降低后升高的变化趋势,优势度指数D恰好相反,变化拐点出现在2017年,表明2017年以来群落多样性趋于增加,群落结构趋于稳定;产漂流性卵鱼类繁殖规模总体呈先减少后增加变化,有8个类群的繁殖规模逐年增加,鱼类繁殖高峰频次逐渐升高,大规模繁殖出现的时段逐渐延长...     

梯级水坝胁迫下东江鱼类产卵场现状分析

东江作为珠江流域重要支流之一,是香港地区以及珠江三角洲东部地区重要水源.鱼类不仅是河流生态系统重要组成也是其健康状况的重要指示生物.目前东江已经修建了一系列水坝,基于东江河流生态系统健康维持和管理的需要,有必要了解河流中鱼类产卵场的现状.据此,2010年3-10月对东江古竹江段的鱼苗(卵)进行了连续采集,目前鱼苗种类已鉴定到26种(属),主要优势种类为鰕鯱(63.0%)、赤眼鳟(16.8%)、尼罗罗非鱼(9.7%)、大眼鳜(2.0%)等;调查期间古竹江段鱼苗(卵)径流量初步估算为11.4×108尾(颗),东江鱼类主要繁殖期为4-9月.与东江历史资料及西江江段鱼类繁殖现状相比较,东江鱼类产卵场功能极度退化,不仅鱼类产卵规模已明显下降,并且东江古竹江段鱼苗中洄游性种类缺失;本次调查证明东江龙川江段原有的四大家鱼产卵场已经消失;通过典范对应分析分析表明,东江江段鱼类产卵繁殖对水文生态因子的响应程度较低,说明东江江段水文节律受梯级水坝影响程度大,偏离了鱼类产卵繁殖的生态需求.尼罗罗非鱼在东江古竹江段有暴发性繁殖现象,东江已经面临外来种的严峻威胁,分析认为梯级水坝的修建是导致罗非鱼暴发性增长的主要原因之一.根据目前东江鱼类产卵场现状,建议把鲢、鳙及广东鲂列入增殖放流的品种目录,加强人工增殖放流;从贯通鱼类洄游通道及修复产卵场的需求上考虑,建议在东江各水坝上补建鱼类过鱼通道.     

上海苏州河鱼类群落的初步研究

苏州河是一条流经上海市区的过境河流.本研究试图以鱼类群落状况来评估该河的环境质量.将2001年采集到的鱼类标本与20世纪60年代上海科技馆(旧名上海自然博物馆)的收藏标本进行对比.1960年代,鱼类物种数有62种,2001年为44种,前后减少18种;其中鲤科鱼类中营底柄生活、食无脊椎动物的鮈亚科鱼类变化明显,减少6种.鱼类的食性结构也发生了明显的变化.食鱼性鱼类的物种比例由1960年代的27.4%下降到2001年的22.7%;食无脊椎动物鱼类的比例由1960年代的24.2%下降到2001年的11.4%,而杂食性鱼类的物种比例则由1960年代的25.8%上升到2001年的38.6%.杂食性鱼类在个体数也占据优势.沿程分布显示上游的物种多样性明显高于下游.以上结果表明苏州河的鱼类群落变得简单.食物网复杂度降低,生物完整性下降,推测其主要原因可能在于作为水生生物柄息地主要构成的底质状况发生了改变.     

三峡库区汉丰湖鱼类群落结构的季节变化

为了解汉丰湖鱼类群落结构的季节变化特征,以便为汉丰湖鱼类资源的合理利用及保护提供理论依据,于2014年12月、2015年4、7和10月按季度共4次对汉丰湖鱼类群落结构进行调查与分析.结果表明:共采集到鱼类8538尾,38种,隶属于5目9科32属;其中,鲤形目鱼类有28种,占总物种数的73.68%.鱼类组成以湖泊定居性种类为主,瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachelli)、蛇鮈(Saurogobio dabryi)、银鮈(Squalidus argentatus)、鲫(Carassius auratus)、光泽黄颡鱼(Pelteobagrus nitidus)、鲤(Cyprinus carpio)和贝氏(Hemiculter bleekeri)为汉丰湖的重要优势种,占总尾数的67.45%.汉丰湖鱼类群落Shannon-Wiener多样性指数、Pielous均匀度指数和Margalef丰富度指数在冬季最高,而Pielous均匀度指数在不同季节相对稳定.Jaccard群落相似性指数较高,季节间种类相似度较高.鱼类群落稳定性分析表明,冬季稳定性最高,其次为春季,夏季稳定性最低.湖泊生境尤其是水位的变化对汉丰湖鱼类群落结构影响明显.     

三峡大坝运行前后西洞庭湖鱼类群落结构特征变化

鱼类是湿地生态系统中重要的组成部分,鱼类的群落结构动态直接反映湿地生境及外部驱动力的变化.三峡大坝运行后,长江中游江湖水文情势发生了变化,西洞庭湖地处洞庭湖西部,是受此变化影响最为直接的区域之一.为监测西洞庭湖鱼类群落结构变化特征,分析其变化原因,于2002年9月-2003年8月和2012年7月-2014年1月,在西洞庭湖进行了两次鱼类群落调查.共鉴定到鱼类7目17科91种,其中鲤形目最多,为58种,占总种数的63.7%.两次调查结果显示,三峡大坝运行后西洞庭湖鱼类物种数由85种下降到66种,Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数分别由5.00和1.11下降为4.14和1.00,鱼类个体小型化趋势明显.两次调查物种数和个体数量最多的类群均为底层、定居性、杂食性鱼类,且其比例有增加的趋势,而肉食性鱼类、中上层鱼类、半洄游性鱼类和产粘性卵、沉性卵鱼类个体数量占比均有减小的趋势,其中中上层鱼类变化有显著性差异.三峡大坝运行后10年间,西洞庭湖鱼类多样性呈现下降趋势.研究表明,西洞庭湖鱼类生境丧失、捕捞胁迫,加剧了一些特定类群的生存压力,并反映于鱼类群落结构的变化.     

金沙江下游支流黑水河松新电站幼鱼下行过坝研究

梯级小水电的开发一定程度上破坏了河流连通性并阻碍了鱼类洄游通道。黑水河流域松新坝址为了满足鱼类上行产卵修建了松新鱼道,然而作为洄游物种生命周期中的关键行为,鱼类下行洄游的需求也同等重要。为了寻求一种可行、高效、低损伤的下行过鱼方式,了解河流中不同环境因素对鱼类下行效率的影响,本研究在金沙江下游支流黑水河松新水电站补水通道开展鱼类下行过坝效果评估研究。针对两种鲤科鱼类(棒花鱼Abbottina rivularis和短须裂腹鱼Schizothorax wangchiachii)幼鱼和两种鳅科鱼类(短体副鳅Paracobitis potanini和红尾副鳅Paracobitis variegatus)幼鱼各放鱼90尾,定量分析鱼种、水体透明度、放鱼位置、流量、水温、水位等因素对鱼类下行效率的影响。结果表明:棒花鱼、短须裂腹鱼、短体副鳅、红尾副鳅的下行率依次为22.22%(20尾)、28.89%(26尾)、8.89%(8尾)、15.56%(14尾);幼鱼下行成功率与上游河道水温呈正相关趋势,且放鱼位置、鱼种、上游河道水温和流量均对鱼类下行成功率有显著影响。通过构建二元Logistic回归模型识...     

湖南沅水五强溪水库鱼类资源现状及其历史变化

水电工程对鱼类生境和资源多样性具有重大的影响.于2012年4月-2014年3月,对湖南省沅水五强溪水库鱼类资源进行调查,以了解五强溪水库建成20年后鱼类资源的现状及多样性变化.结果表明,在五强溪水库共采集鉴定鱼类86种(包括引进种5种),隶属7目18科58属.种类组成以鲤形目种类数最多,占总种类数的66.28%.在五强溪水库库尾、库区和坝下江段,鱼类物种数分别为54、67和52,其中,库区与坝下江段之间鱼类群落为中等相似,库区与库尾、库尾与坝下江段之间鱼类群落为中等不相似.在生态类型上,水库鱼类呈现多样化特征,以湖泊定居性、杂食性和底栖性鱼类居多,分别占总种类数的68.60%、55.81%和41.86%.各江段渔获物组成存在一定差异,但黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)、鲤(Cyprinuscarpio)、鲫(Carassius auratus)、蒙古鲌(Culter mongolicus)等在各江段均占有较高比例.渔获物产量和规格以库区较高,库尾、坝下江段偏低,鱼类小型化现象明显.与五强溪水库建成前相比,本次调查水库库区江段鱼类种类减少46种,降幅为40.71%,一些常见经济鱼类如鳤(Ochetobius elongatus)、白甲鱼(Onychostoma sima)、瓣结鱼(Brevifilis brevifilis)、长吻鮠(Leiocassis longirostris)等没有发现.     

低头坝养鱼对上下游局域栖息地和鱼类群落时空格局的影响

河流鱼类的群落特征会随栖息地环境的变化而发生变化.为了解鱼类群落对低头坝养鱼的响应程度,2013—2014年共6次调查了乌龙河(长江下游支流)两个可涉水河段样点(上游坝和下游坝)的环境因子、鱼类多样性及其群落结构.共采集到5目10科21属24种鱼类,以鲤形目鲤科最多,占总数的58.3%.通过解析时空动态变化与局域栖息地条件对鱼类群落的影响,发现季节因素对鱼类群落结构无显著影响,而鱼类群落所在空间位置(上游坝,下游坝)对群落结构差异具有较显著影响,其中上游中华鳑鲏(Rhodeus sinensis)、(Hemiculter leucisculus)、棒花鱼(Abbottina rivularis)、大鳍鱊(Acheilognathus macropterus),下游食蚊鱼(Gambusia affinis)的多度决定了这种差异;而3个栖息地变量(溶解氧浓度、电导率和流速)均对鱼类群落特征具有显著性影响.栖息地环境差异对河流上、下游鱼类群落的影响较大,具体体现在下游样点鱼类的捕获重量、捕获数量、密度、多样性明显下降,推测利用低头坝养鱼是造成这些现象的重要原因.     

丹江口水库叶绿素a浓度的时空特征及影响因子分析

2017年5月—2019年10月,对"南水北调"中线水源水库——丹江口水库库区水体7个监测位点、0～20 m间4个水层的垂向叶绿素a (Chl.a)浓度与水质因子进行了季度性调查,以期了解不同位点、不同水层Chl.a分布的主要驱动因子.结果表明,丹江口水库各位点营养状态指数(TSI)均为中营养化状态.水体Chl.a浓度具有逐年增加的趋势,且极高值有逐渐增加的趋势.营养盐和Chl.a浓度均存在较大的空间异质性,入库区具有较高的总磷和氨氮浓度,汉江库区具有最高的Chl.a浓度,源头污染源控制和监测仍然是丹江口水库管理的重中之重.不同位点Chl.a浓度的驱动因子存在较大差异,汉江入库和大坝区Chl.a浓度分别受到硝态氮和p H的影响,而出水口大坝位点主要受到了水深、水温和氨氮的影响.丹江入库区Chl.a浓度受到了水深、氨氮、总磷和水温的影响,但丹江库区表现出了与其他生态区较大的区别,其Chl.a浓度主要受到水深和有机质输入的影响.因此,对丹江口水库各位点的管理,应该分不同生态区采取针对性的管理措施.本研究旨在为南水北调中线工程可持续的生态调度提供基础生态数据支持,为完善水库水源地的有效管理提供理论支撑.     

基于环境DNA宏条形码的丹江口水库浮游生物多样性及群落特征

为了解丹江口库区浮游生物群落的多样性,本研究于2020年7月在丹江口库区丹库、汉库和入库支流等区域共计9个样点采集水体样品,抽滤并提取总DNA样本后,基于18S和16S分子标记进行单分子实时测序,分别探究真核和原核浮游生物群落的多样性及其群落特征.结果表明：（1）真核浮游生物群落的主要优势类群包括节肢动物、链型植物、绿藻门、硅藻门等;本研究在种水平上鉴定出库区分布广泛且相对丰度较大的物种,包括弯曲隐藻、对蛋白核隐藻和空球藻等,它们与库区化学需氧量密切相关;库区化学需氧量是影响真核浮游生物群落格局的重要环境因子.（2）原核浮游生物群落的主要优势类群为变形菌门;原核生物中相对丰度较大的不动杆菌Acinetobacter是污水污染的指示菌群;群落中起重要作用的Limnohabitans与水体的富营养化密切相关;尽管库区蓝藻相对丰度较低,但与蓝藻关系密切的CL500-29_marine_group和hgcI_clade两类细菌在浮游生物群落中也起着重要作用;原核生物群落中的各类物种均指示丹江口水库的水生态健康存在一定风险,需要加强监测以预防生态环境的恶化.（3）丹江口水库不同区域的浮游生物群落异质性较大,tb-RDA分析显示丹江口的浮游生物群落可以分为丹库型、汉库型和入库支流型,其组间差异要大于组内差异.综上所述,丹江口水库的浮游生物群落具有明显的空间异质性,整个库区的群落结构与水体富营养化、水体有机污染和污水污染等方面相关,需要加强对丹江口库区的水生态监测.     

丹江口水库浮游植物时空变化特征

为研究丹江口浮游植物的群落特征,探讨影响浮游植物时空分布的环境因子,于2014年5月2015年4月对丹江口水库进行了为期1年的调查.此次调查共采集到浮游植物66种,隶属于7门21科38属.浮游植物全年平均生物量为0.35 mg/L,平均密度为9.08×10~5cells/L.优势种为脆杆藻、小环藻、直链藻和栅藻,其中脆杆藻所占比例最大,平均生物量为0.089 mg/L,占总生物量的25.43%.近些年丹江口水库营养水平的提高可能是脆杆藻生物量升高的主要原因.绿藻和蓝藻在夏季大量繁殖,硅藻为春、秋和冬季优势门类.汉江库区浮游植物生物量大于丹江库区,两个库区的浮游植物种类组成存在明显的差异,丹江库区优势门类为硅藻门,而汉江库区为绿藻门.浮游植物生物量与环境因子的相关分析表明,浮游植物生物量的主要影响因子是总磷浓度、pH值和溶解氧浓度.RDA分析表明,影响浮游植物组成的主要环境因子是溶解氧浓度、pH值、总磷浓度和水温.为控制浮游植物的生物量,防止其异常增殖造成水华,应严格控制外源营养盐特别是磷元素的输入.本研究可为丹江口水库的水质改善及富营养化防治提供一定的科学依据.     

峡谷分层型水源水库表层沉积物溶解性有机物光谱特征

结合三维荧光光谱技术（EEMs）与紫外吸收光谱（UV-vis）,并利用平行因子分析（PARAFAC）的方法,对金盆水库表层沉积物中溶解性有机质（DOM）光谱的空间分布特征及来源进行分析,并探讨沉积物DOM的荧光组分与可溶性有机氮（SON）、可溶性无机氮（SIN）之间的相关性.结果表明,金盆水库表层沉积物DOM由3类荧光组分组成,分别是类富里酸C1（235 nm,315 nm/430 nm）、类色氨酸C2（220 nm,275 nm/330 nm）和类胡敏酸C3（265 nm/520 nm）,各组分荧光强度占总荧光强度百分比的平均值分别为43.15%、31.54%和25.31%.表层沉积物DOM浓度在空间上呈现从上游到主库区先减少后增加的趋势.光谱斜率S_275-295、S_350-400和光谱斜率比S_R反映出各采样点陆源与内源占比的差异性.荧光指数、自生源指标和腐殖化指标都表明金盆水库沉积物DOM的来源具有内源与陆源双重特征.相关性分析表明,表层沉积物DOM各组分与SON和SIN均呈显著正相关,说明DOM与氮元素的迁移转化密切相关.     

Characterization of hydraulic suitability of Chinese sturgeon (Acipenser sinensis) spawning habitat in the Yangtze River

Hydrodynamic flow fields affect the ecological processes such as the water diversity and the distribution of organisms. Understanding the hydrodynamic and ecological processes is critical for the restoration and protection of especially fragile ecological habitats in river systems. This study uses turbulent flow to characterize the ecological behaviour of Chinese Sturgeon (Acipenser sinensis) in the Yangtze River. The Delft3D‐Flow model, which is first validated with field‐measured data, is used to simulate the flow field within spawning habitats of Chinese Sturgeon, downstream of Gezhouba Dam. The model‐simulated turbulent kinetic energy (TKE) and its distribution pattern are then used to characterize the hydraulic environment of the fish's spawning habitat. For the spawning habitat, downstream of Gezhouba Dam, the lower limit of TKE for the Chinese Sturgeon egg mass field is 0.025 m²/s², which occurs at a velocity less than 1.7 m/s. Chinese Sturgeon prefers habitats with TKE range of 0.010 ~ 0.015 m²/s² for resting. This suggests that discharge regimes provide the basis for ecological regulation of the Three Gorges Reservoir and the scientific reference for river management. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

动态调水过程水文和理化因子共同驱动丹江口水库库湾浮游植物季节变化

丹江口水库是南水北调中线工程水源地,库湾是水库型湖泊水质安全敏感区,动态调水过程库湾水质直接关系到调水安全.为探究动态调水过程中丹江口水库库湾浮游植物季节变化规律和驱动因子,2018年7月—2019年7月,从丹库入库口到渠首调水口,按季节对18个样点进行水质和浮游植物群落组成分析.从整个丹库来看,浮游植物全年总丰度变化范围为0.43×10~3～4.7× 10~6 cells/L,夏季最高,秋季最低;Shannon-Wiener指数春季最高,秋季最低.春季群落为硅藻—绿藻型,夏季为绿藻—硅藻型,秋季为蓝藻型,冬季为蓝藻—绿藻—硅藻型,秋季蓝藻相对丰度最高.位于丹库准保护区内的库湾胡寨,秋季水体电导率、总氮、总磷和叶绿素a浓度最大,蓝藻丰度最高.从入库口经库湾到调水口,浮游植物群落组成存在明显演替.从水文因子来看,秋季水库水位较高,调水流速和流量增加,线性回归分析表明,水位对ShannonWiener指数的影响最为明显,水位越高则多样性指数越低;流量和流速与Shannon-Wiener指数也呈负相关,但相关性较低.方差分解分析发现,水文因子和理化因子共同影响了浮游植物群落组成;偏Mantel分析显示3个库湾浮游植物群落组成与水温、氧化还原电位、化学需氧量、总氮和总磷浓度相关;典范对应分析也表明,总氮是影响库湾浮游植物群落组成最显著的环境因子.人类干扰活动改变了库湾水质理化性质,强干扰提高了蓝藻门丰度.因此,控制库湾人类干扰强度,尤其在水位和调水量较高的秋季,对于改善水体藻类组成、保护整个丹江口水库水质具有重要意义.     

Influence of Vegetation Characteristics on Soil Denitrification in Shoreline Wetlands of the Danjiangkou Reservoir in China

Soil denitrification in reservoir shoreline wetlands is an important process for removing excess inorganic nitrogen from upland runoff and controlling eutrophication in aquatic ecosystems. As yet, little is known about the influence of vegetation characteristics on the soil denitrification potential in reservoir shoreline wetlands, although vegetation can affect both denitrifying bacteria and soil properties. In this study, we measured the spatial variability of denitrification enzyme activity (DEA) using acetylene block method in shoreline wetlands of the Danjiangkou Reservoir, a water source of the South‐to‐North Water Transfer Project in China. Results indicated that DEA ranged from 0.001 to 2.449 µg N (N₂O) g^?1 h^?1, with a mean of 0.384 µg N (N₂O) g^?1 h^?1. DEA varied significantly among five representative plant communities and the highest DEA (0.248–2.449 µg N (N₂O) g^?1 h^?1) was observed in the Polygonum hydropiper community. Plant biomass and vegetation cover were significantly and positively related to DEA and together explained 44.2% of the total variance. These results suggest that vegetation characteristics should also be considered in assessing soil denitrification capacity and restoring shoreline wetlands for nitrogen pollution removal in the Danjiangkou Reservoir after dam heightening.