發(fā)布時(shí)間：2017-12-09 00:19

  本文關(guān)鍵詞：葛洲壩下近壩江段物理環(huán)境與魚(yú)類(lèi)時(shí)空分布特征的研究

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【摘要】：宜昌江段作為長(zhǎng)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(zhǎng)江由山區(qū)河流向平原河流的過(guò)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(shí)該河段內(nèi)還分布有中華鱘、達(dá)氏鱘、胭脂魚(yú)、江豚等水生保護(hù)動(dòng)物,而了解河流環(huán)境和魚(yú)類(lèi)時(shí)空分布特征對(duì)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(zhǎng)江干流江段作為研究范圍,通過(guò)水下視頻攝像技術(shù),對(duì)該江段內(nèi)河床底質(zhì)組成進(jìn)行了分類(lèi)和對(duì)比;使用聲學(xué)多普勒剖面流速儀對(duì)河段內(nèi)水深和流速進(jìn)行了測(cè)量,提取了深度平均流速、平均水深和Fr(弗勞德數(shù))三個(gè)指標(biāo)參數(shù)通過(guò)聚類(lèi)分析的方法將各河段的流速類(lèi)型進(jìn)行了分類(lèi);對(duì)浮游植物和漁獲物進(jìn)行了調(diào)查和監(jiān)測(cè),并與葛洲壩、三峽建壩初期進(jìn)行了對(duì)比;此外利用水聲學(xué)探測(cè)技術(shù)對(duì)該江段內(nèi)魚(yú)類(lèi)分布特征分季節(jié)和晝夜進(jìn)行了探測(cè)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)。本文主要研究結(jié)果如下:1、通過(guò)水下視頻攝像技術(shù)對(duì)葛洲壩下約80 km的長(zhǎng)江干流江段201個(gè)采樣點(diǎn)的河床底質(zhì)進(jìn)行了觀測(cè),視頻采樣點(diǎn)水深范圍為2.44~38.40 m,采樣水深主要集中在5~15 m的范圍。在201個(gè)視頻采樣點(diǎn)中,有32個(gè)采樣點(diǎn)底質(zhì)由單一底質(zhì)類(lèi)型組成,占總采樣點(diǎn)數(shù)的15.4%,單一底質(zhì)類(lèi)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(lèi)型。將201個(gè)視頻觀測(cè)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(cè)到的人工護(hù)底河床共6種類(lèi)型。分析結(jié)果表明大型卵石占底質(zhì)主要組成的觀測(cè)點(diǎn)共115處,中型卵石占底質(zhì)主要組成的觀測(cè)點(diǎn)共43處;沙石占底質(zhì)主要組成的觀測(cè)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(cè)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(lèi)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(huì)導(dǎo)致原有魚(yú)類(lèi)棲息地功能的退化和消失。2、使用聲學(xué)多普勒剖面流速儀對(duì)河段內(nèi)水深和流速進(jìn)行了測(cè)量,以平均深度、深度平均流速和Fr(弗勞德數(shù))三個(gè)參數(shù)值為基準(zhǔn),對(duì)葛洲壩下16個(gè)江段的流速類(lèi)型進(jìn)行了聚類(lèi)分析,結(jié)果顯示16個(gè)江段流速分屬三種類(lèi)型,第一類(lèi)流速類(lèi)型屬于深潭型,這種類(lèi)型水體較深,流速和Fr值較小;第二類(lèi)屬于緩流型,這種類(lèi)型水體水深適中并具有一定的流速,Fr值大于第一種類(lèi)型;而第三類(lèi)江段則屬于急流型,這種類(lèi)型水體水深較淺,流速和Fr值均較大�？傮w而言,葛洲壩下宜昌江段棲息地類(lèi)型主要以緩流和急流為主。3、在2015-2016年間春、夏、冬三個(gè)季節(jié)對(duì)葛洲壩下長(zhǎng)江干流江段和支流清江的浮游植物進(jìn)行了監(jiān)測(cè),長(zhǎng)江游植物采樣中共監(jiān)測(cè)到浮游植物7門(mén)49屬63種,清江浮游植物共6門(mén)29屬35種,均以硅藻門(mén)和綠藻門(mén)為主,且長(zhǎng)江浮游植物種類(lèi)多于清江。浮游植物優(yōu)勢(shì)種方面,長(zhǎng)江和清江均為7種,冬季浮游植物優(yōu)勢(shì)種最多,長(zhǎng)江浮游植物優(yōu)勢(shì)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、尖針桿藻、四尾柵藻和具尾逗隱藻,清江浮游植物優(yōu)勢(shì)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(gè)季節(jié)長(zhǎng)江浮游植物密度平均值分別為22.95×104個(gè)/L、67.01×104個(gè)/L和13.54×104個(gè)/L,各采樣點(diǎn)浮游植物密度變幅為(5.92~104.96)×104個(gè)/L;清江浮游植物密度值分別為79.88×104個(gè)/L、109.12×104個(gè)/L和40.94×104個(gè)/L,不同季節(jié)間清江浮游植物密度值高于長(zhǎng)江。不同季節(jié)下長(zhǎng)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(gè)季節(jié)中長(zhǎng)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(zhǎng)江干流江段浮游植物主要組成門(mén)類(lèi)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(yíng)養(yǎng)化�？傮w而言,葛洲壩下長(zhǎng)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(duì)穩(wěn)定。4、在2015-2016年間對(duì)葛洲壩下近壩江段的漁獲物進(jìn)行了調(diào)查,監(jiān)測(cè)到魚(yú)類(lèi)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(yú)類(lèi)最多,共31種;其次為溈科,共9種,其他各科魚(yú)類(lèi)共13種。此外,圓筒吻泩、圓口銅魚(yú)、長(zhǎng)鰭吻泩、長(zhǎng)薄鰍和中華金沙鰍5種魚(yú)類(lèi)為長(zhǎng)江上游特有種。銅魚(yú)、鱖、瓦氏黃顙魚(yú)、圓筒吻泩和鳊這5種魚(yú)類(lèi)是該江段的主要捕撈對(duì)象,其平均體長(zhǎng)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(duì)優(yōu)勢(shì)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,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、1.25kg/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(shì)。相比于葛洲壩建壩初期,魚(yú)類(lèi)種類(lèi)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(shì)。5、在2015-2016年間對(duì)葛洲壩下80 km的長(zhǎng)江干流江段分季節(jié)進(jìn)行了5次水聲學(xué)探測(cè),對(duì)廟咀至夷陵大橋約4 km的江段進(jìn)行了1次晝夜探測(cè)。不同季節(jié)下目標(biāo)信號(hào)TS值分布范圍差異顯著,水深分布無(wú)明顯差異,而造成TS值差異的主要原因可能與洄游性魚(yú)類(lèi)大個(gè)體親本對(duì)此江段的補(bǔ)充有關(guān)。5次季節(jié)性水聲學(xué)探測(cè)中魚(yú)類(lèi)密度在河流縱向分布上差異較大,2015年5月魚(yú)類(lèi)信號(hào)主要聚集在前8個(gè)江段(葛洲壩至宜都),而2015年8月魚(yú)類(lèi)信號(hào)在16個(gè)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(lái)看魚(yú)類(lèi)偏好分布于水體較深并伴有一定流速且河床質(zhì)為卵石的位置。從魚(yú)類(lèi)晝夜水聲學(xué)探測(cè)結(jié)果來(lái)看,夜間和白天水聲學(xué)探測(cè)魚(yú)類(lèi)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(yú)類(lèi)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(cè)中發(fā)現(xiàn),河口區(qū)域魚(yú)類(lèi)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(yú)類(lèi)攝食活動(dòng)節(jié)律有關(guān)。6、針對(duì)中華鱘的時(shí)空分布特征,在2014-2016年間對(duì)葛洲壩下近壩80 km的長(zhǎng)江干流江段進(jìn)行了12次水聲學(xué)探測(cè),共獲得24個(gè)中華鱘聲學(xué)信號(hào),目標(biāo)信號(hào)TS平均值為-22.0±2.3 d B(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差),TS分布范圍為-24.9~-16.5d B;目標(biāo)信號(hào)平均分布水深為14.0±4.5 m(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差),水深分布范圍為6.4~20.8 m;目標(biāo)信號(hào)至葛洲壩以及深泓線平均距離為28.4±23.41 km和73.8±154.9 m(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差),距離范圍分別為0.7~59.1 km,0.7~632.9 m。與2007~2010年水聲學(xué)探測(cè)結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn),2014~2016年間的目標(biāo)信號(hào)在時(shí)空分布上發(fā)生了明顯的變化,這些變化表現(xiàn)在(1)水深分布范圍減小,主要分布水深范圍由7.8~21.8 m縮小為10.5~18.4m;(2)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61.1~183.7 m和0.9~49.3 km分別變化為44.6~249.7 m和8.2~52.1 km;(3)目標(biāo)信號(hào)季節(jié)分布差異明顯,2007~2010年19個(gè)中華鱘目標(biāo)信號(hào)有16個(gè)來(lái)自于中華鱘自然繁殖期,而在2014~2016年24個(gè)中華鱘目標(biāo)信號(hào)中僅有3個(gè)來(lái)自于中華鱘自然繁殖期。中華鱘目標(biāo)信號(hào)時(shí)空分布的差異性可能是導(dǎo)致2013~2015年間其未在葛洲壩下的產(chǎn)卵場(chǎng)發(fā)生自然繁殖行為的直接原因。7、綜合分析結(jié)果表明,葛洲壩下近壩江段河床底質(zhì)主要由卵石和沙石組成,河段流速類(lèi)型以急流型和緩流型為主;流速生境、河床底質(zhì)、餌料豐度、魚(yú)類(lèi)生態(tài)習(xí)性等多種因素共同影響了魚(yú)類(lèi)的時(shí)空分布特征。
【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】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：S931

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本文編號(hào)：1268402