【摘要】：青魚(Mylopharyngodon piceus)、草魚(Ctenopharyngodon idellus)、鰱(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Hypophthalmichthys nobilis)合稱四大家魚(以下簡(jiǎn)稱家魚),是我國(guó)重要的淡水經(jīng)濟(jì)魚類,長(zhǎng)江中游是家魚的主要繁殖和棲息場(chǎng)所。20世紀(jì)60年代自重慶至彭澤約1695公里的長(zhǎng)江干流上,分布有四大家魚產(chǎn)卵場(chǎng)36處,年產(chǎn)卵規(guī)模1184億尾。20世紀(jì)80年代葛洲壩水利樞紐建成以后,長(zhǎng)江干流產(chǎn)卵規(guī)模下降至173億尾,分布有產(chǎn)卵場(chǎng)30處,其中長(zhǎng)江中游宜昌至城陵磯江段11處,占總產(chǎn)卵規(guī)模42.7%。近年來,由于自然和人為因素,致使魚類的生存空間被擠占、洄游通道被切斷、產(chǎn)卵場(chǎng)遭到破壞,特別是三峽工程的興建,清水下泄和水庫調(diào)節(jié)導(dǎo)致了長(zhǎng)江中游宜昌至城陵磯江段的家魚產(chǎn)卵場(chǎng)地形和水動(dòng)力條件發(fā)生改變,使得家魚產(chǎn)卵規(guī)模持續(xù)萎縮,2009年監(jiān)利斷面卵苗徑流量不足1億尾,家魚種質(zhì)資源面臨嚴(yán)重威脅。為有效緩解家魚資源衰退趨勢(shì),自2010年起,原農(nóng)業(yè)部在長(zhǎng)江中游持續(xù)開展了家魚親本原種放流活動(dòng),初步解決了繁殖親魚數(shù)量減少問題。三峽集團(tuán)公司也從2011年起開展了針對(duì)四大家魚自然繁殖試驗(yàn)性生態(tài)調(diào)度,營(yíng)造家魚繁殖所需水文和水力學(xué)條件的洪峰過程。產(chǎn)卵場(chǎng)是魚類物種延續(xù)的關(guān)鍵棲息地,產(chǎn)卵場(chǎng)的地形和水動(dòng)力條件直接影響著魚類繁殖,但是這方面研究尚未深入開展�；诖�,本研究以長(zhǎng)江中游宜昌至城陵磯為研究區(qū)域,在歷史資料及課題組多年調(diào)查基礎(chǔ)上,應(yīng)用魚卵采集、超聲波遙測(cè)、多普勒流速剖面測(cè)量、三維水動(dòng)力數(shù)值模擬、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)挖掘等多種手段,開展長(zhǎng)江中游四大家魚典型產(chǎn)卵場(chǎng)地形及水動(dòng)力特征研究工作,為家魚產(chǎn)卵的水流觸發(fā)機(jī)理、產(chǎn)卵場(chǎng)評(píng)價(jià)和修復(fù)、以及魚類資源保護(hù)等提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持,本研究主要結(jié)果如下:(1)產(chǎn)卵場(chǎng)定位①根據(jù)2015年魚類早期資源監(jiān)測(cè)推算結(jié)果,長(zhǎng)江中游宜昌至荊州家魚產(chǎn)卵場(chǎng)主要分布在宜昌(葛洲壩下)、宜都、枝城和江口江段,合計(jì)產(chǎn)卵規(guī)模7.42億粒,占長(zhǎng)江干流總規(guī)模的66.61%,是長(zhǎng)江干流典型產(chǎn)卵場(chǎng)。②應(yīng)用超聲波遙測(cè)技術(shù),對(duì)放流的106尾超聲波標(biāo)志家魚親本進(jìn)行實(shí)時(shí)定位跟蹤,重點(diǎn)研究葛洲壩下、宜都和枝城江段3個(gè)典型產(chǎn)卵場(chǎng)。研究結(jié)果表明:1、標(biāo)志放流后的親本具有溯河洄游特性,6-7月份親本在枝城—宜都—宜昌三個(gè)區(qū)域進(jìn)行洄游。洄游行為受長(zhǎng)江徑流量的影響,流量增大的過程有助于觸發(fā)家魚逆水而上的洄游行為。8-9月份后,大多數(shù)親本開始降河運(yùn)動(dòng),離開產(chǎn)卵場(chǎng)。2、繁殖期間家魚在產(chǎn)卵場(chǎng)中不是隨機(jī)或均勻分布,而是具有一定的有選擇性。位于枝城產(chǎn)卵場(chǎng)上游的A1區(qū)間和位于宜都產(chǎn)卵場(chǎng)中部的C1、C2區(qū)是家魚的核心產(chǎn)卵區(qū)域。超聲波遙測(cè)定位的產(chǎn)卵場(chǎng)區(qū)域是在家魚早期資源監(jiān)測(cè)推算結(jié)果范圍內(nèi),兩者互為驗(yàn)證。(2)四大家魚典型產(chǎn)卵場(chǎng)地形特征家魚產(chǎn)卵場(chǎng)通常位于地形變化較大的江段,如江面陡然緊縮,或江心有沙洲、或河道彎曲多變,易形成“泡漩水”,是家魚卵受精播散的最佳水流環(huán)境,河段地形可分為順直型、彎曲型、分汊型等類型。本研究選取順直型(宜都)、“s”型(枝城)和彎曲型(城陵磯)三種河道形態(tài)產(chǎn)卵場(chǎng)作為研究對(duì)象,通過多普勒流速剖面儀(ADCP)、華測(cè)T5 GNSS型GPS定位系統(tǒng),以及海洋測(cè)量導(dǎo)航軟件等實(shí)現(xiàn)本研究地形流場(chǎng)同步監(jiān)測(cè)。三種類型產(chǎn)卵場(chǎng)中,城陵磯產(chǎn)卵場(chǎng)平均坡度最大為2.71°,枝城產(chǎn)卵場(chǎng)次之為2.05°,宜都產(chǎn)卵場(chǎng)最小為1.91°;城陵磯產(chǎn)卵場(chǎng)平均地形起伏度最大為4.66E~(-2)m,枝城產(chǎn)卵場(chǎng)次之為3.80E~(-2)m,宜都產(chǎn)卵場(chǎng)最小為3.44E~(-2)m;城陵磯產(chǎn)卵場(chǎng)平均高程變異系數(shù)最大為7.18E~(-4),枝城產(chǎn)卵場(chǎng)次之為4.43E~(-4),宜都產(chǎn)卵場(chǎng)最小為3.25E~(-4)。從總體上看,坡度、地形起伏度、高程變異系數(shù)等各項(xiàng)地形指標(biāo)水平較高的分布區(qū)間都在彎道處附近。繁殖期家魚主要分布在枝城產(chǎn)卵場(chǎng)第一個(gè)彎道處附近以及宜都產(chǎn)卵場(chǎng)中部位置,這兩個(gè)位置均是江面變窄,且具有一定的坡度和地形起伏度。(3)四大家魚典型產(chǎn)卵場(chǎng)流場(chǎng)特征使用EFDC三維水動(dòng)力模型模擬了枝城、宜都、城陵磯三處產(chǎn)卵場(chǎng)在家魚繁殖期間主要流量范圍內(nèi)的水文過程,分析了流速、水深、傅汝德數(shù)和渦量四個(gè)生態(tài)水力指標(biāo)隨流量的變化情況。在設(shè)定的6000-35000m~3/s流量范圍內(nèi),隨著流量增加,四個(gè)指標(biāo)值均增大,其中水深增大的過程在整個(gè)江段上較為平均,流速在主流方向上增大的速率大于其他區(qū)域,傅汝德數(shù)和渦量則沒有明顯規(guī)律�；谀M結(jié)果,渦量是家魚產(chǎn)卵的重要因子,家魚產(chǎn)卵場(chǎng)的渦量變幅較大,產(chǎn)卵親本一般主動(dòng)選擇渦量大的水域上游作為產(chǎn)卵區(qū)域。(4)四大家魚適宜的生態(tài)水力指標(biāo)流速、水深、傅汝德數(shù)是描述產(chǎn)卵場(chǎng)水力特征的重要指標(biāo),根據(jù)柏海霞初步研究得出流速、傅汝德數(shù)與四大家魚產(chǎn)卵量有很強(qiáng)正相關(guān)關(guān)系。本研究將超聲波遙測(cè)定位結(jié)果與產(chǎn)卵場(chǎng)三維水動(dòng)力模擬結(jié)果進(jìn)行時(shí)空上耦合,提取生態(tài)調(diào)度期間家魚分布位點(diǎn)的生態(tài)水力因子,統(tǒng)計(jì)106個(gè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),得出家魚產(chǎn)卵較適宜流速為0.63-1.53m/s,適宜流速為0.78-1.38m/s;較適宜水深為12.77-23.51m,適宜水深為12.77-19.93m;較適宜傅汝德數(shù)為0.049-0.119,適宜傅汝德數(shù)為0.069-0.109。(5)四大家魚繁殖期生態(tài)流量需求通過魚類適宜棲息地評(píng)價(jià)方法,對(duì)2016年二次生態(tài)調(diào)度期間以及模擬的七組流量條件下,分析了順直型(宜都)、“s”型(枝城)和彎曲型(城陵磯)三種河道形態(tài)的產(chǎn)卵場(chǎng)棲息地適宜面積:(1)枝城和宜都產(chǎn)卵場(chǎng)可利用棲息地面積是在流量增大過程中先增大后減小,其中枝城產(chǎn)卵場(chǎng)在流量15000-25000m~3/s時(shí)適宜面積變化幅度最小,處于較高水平,在流量22500m~3/s時(shí)適宜面積最大為6.40km~2;宜都產(chǎn)卵場(chǎng)在流量15000-21300m~3/s時(shí)適宜面積變化幅度最小,處于較高水平,在流量15000m~3/s時(shí)適宜面積最大為8.39km~2。(2)城陵磯產(chǎn)卵場(chǎng)由于特殊的河道形態(tài),當(dāng)主流區(qū)域適宜度水平減小時(shí),位于彎道處的更多區(qū)域適宜度值升高,導(dǎo)致在所設(shè)定的流量范圍內(nèi),其適宜面積隨著流量增加而增大。隨著產(chǎn)卵場(chǎng)棲息地適宜面積增大,家魚產(chǎn)卵活動(dòng)更頻繁,產(chǎn)卵規(guī)模更大;當(dāng)產(chǎn)卵場(chǎng)棲息地適宜面積小的時(shí)候,家魚則不發(fā)生產(chǎn)卵活動(dòng)或產(chǎn)卵量較小。當(dāng)流量處于15000-21300m~3/s時(shí),宜都和枝城產(chǎn)卵場(chǎng)的適宜面積均處于較高水平。綜上,推薦流量15000-21300m~3/s為三峽生態(tài)調(diào)度的目標(biāo)流量。
【圖文】：

ADCP實(shí)測(cè)區(qū)及盲區(qū)Fig1.1ADCPmeasuredareaandblindarea

魚類早期資源采樣斷面圖
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S931

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2644806