雅砻江水电开发对鱼类生理适应性影响与评价

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1、1绪论1.1水电开发对河流生态环境的影响淡水生态系统包括相互影响的淡水和河滨物种及和通过共用的环境情势和物理栖息地联系起来的生物群落，如图1.1所示。水资源各类用途的开发利用使河流水生态系统发生了许多结构性的改变，例如渠道化、改道、洪水控制等。这些变化引起了生态系统根本发生巨大的改变。现在的系统已经破碎，生态系统动力学方向发生改变，不相关的系统被人为地连接起来。因此，鱼类捕捞量减少，淡水生态系统的生物多样性消失，冲击平原的营养物质减少。水文情势物理栖息地连通性淡水生态系统生物组成及互作水化学情势图1.1水生态系统的主要生态因素（参考[1]）水电能源的相对可控开发提供了巨大的电能

2、资源，具有重要的战略意义，但大规模的梯级水电开发尤其是大坝的建设将会阻碍河流的连续性[2]、显著改变河流的水文过程，使自然河流转变为半天然河流或人工控制的河流，严重影响了河道及沿岸的生态与环境。据Nilssonetal.[3]报道，全球292条河流中有172条河流已经明显受到水利工程的干扰，特别是那些物种多样性丰富的河流。在世界三大河流中，中国的长江的生态环境影响属于强烈影响，而亚马逊河和刚果河属于中度影响。水利工程建设改变了水流情势，使鱼类的生活史、行为形态等产生变化，引起了一系列的进化、发展和生物保护方面的问题[4]。大坝建设通过控制水流剧烈地改变了水文情势。水的流动、营养

3、物循环、泥沙沉积物运动和生物的流动分别在径向、横向、垂向和时间的维度上发生改变。10年及100年次发生的大洪水或不频繁的洪水不再存在。这种改变据报道已经使整个水生态系统的完整性受到威胁，因为调控的水流影响了那些依赖于自然水文情势的下游湖泊和湿地。大坝建设一个主要的影响是对连通性的四个组成部分[5]。通过改变径向连通性的密度，程2度和实时性，大坝也改变了河流下游的横向连通性。泥沙、营养物、残渣和上下游的水生动植物的运动都被改变。大坝和水库的阻碍阻止和推迟了各种生物的迁移[6]。大坝囤积蓄水会引起水温分层，在夏季，库区底部的水主要是温度低、密度大的水，而上层则主要是较温暖的水。当分

4、层效应发生时，上下层之间的气体传输受到抑制，溶解氧的分布产生明显差异。下泄水可能来自两种水中一类，产生不同的影响。上层水引起下游水升温，改变生物群落的循环；下层冷水下泄导致河流降温，降低生产力，使群落组成倾向于较冷的种类。并且水库也是一个重要的温室气体来源，尤其是在洪水泛滥之前植物未被去除之前。大坝作为一种影响物种流动物理障碍，使物种组成改变，并降低了物种的丰度。大坝引起的生物变化主要包括：迁徙性鱼类消失或改变；物种破碎和隔离；特殊栖息地物种灭绝；静水性物种和非本地物种增多等。大坝的主要影响分析可通过下图表示。动水区静水区过渡区水文情势 影响程度水化学物理栖息地连通性可忽略的

5、影响生物组成、结构及互作图1.2大坝对水生态系统三个要素的影响（改自[1]）1.1水电开发对鱼类的影响水坝是近百年来造成全球9000种淡水鱼类近1/5遭受灭绝、受威胁或濒危的主要原因[7]。大坝建设阻隔了洄游鱼类的通道，使其无法完成生活史，对本地物种产生了毁灭的影响[8]。加拿大卑斯省的埃尔希湖中的三齿七鳃鳗[9]和美国蒙大拿ClarkFork河的麻红点鲑[10]因为洄游受阻，数量明显减少。葛洲坝和三峡大坝的修建，扰乱了我国特产珍稀鱼类中华鲟的生活习性，使其生存受到威胁，中华鲟已是极危物种了[11,12]。长江干支流曾是我国四大家鱼鱼苗的主产地，但在修建大坝后，四大家鱼产卵规模

6、逐渐缩小，家鱼苗产量逐年下降[7]。大坝建设引起的水文、水质的变化，也使得河流鱼类结构和资源发生显著地变化[13-16]。塔里木河和清江鱼类资源调查得出，由于水利工程等影响、过度捕捞和水域环境污染，鱼类资源有迅速减少的趋势[17,18]。31.12.1水文、水力情势的改变对鱼类资源影响水电开发影响的突出表现是水文、水力情势的变化，尤其堤坝的建设阻碍了河流的径向的连通性，河流的流动状态发生了明显的变化，河流流量由自然调节变成了人为控制。一方面，大坝为调蓄洪峰发挥了积极的作用，使水流流量波动程度变小；而另一方面，也因此截断了非汛期的基流,改变了整个下游河道的流量过程，使下游河道水位

7、下降,甚至断流[19]，因此会导致下游生态水量供应不足，对水生生物产生威胁。在雅砻江锦屏大河湾段，锦屏二级引水隧道的开挖将导致长达150km的整个大河湾段脱水，不能完全满足生态需求。水流是河流生态系统的内在驱动力，洪水、干旱等自然扰动情势虽然在一定程度上破坏了河流的生态稳定，但从进化角度讲，对于鱼类生活史的塑造、构造生态过程和水生、河流生态群落的生产力都有重要的意义[20]。已有研究表明，涨水过程对鱼类产卵至关重要[21,22]，尤其对于适应了急流环境的鱼类，水流流速、流量往往是刺激因素[2