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我院生态所在建坝河流鱼类生境保护研究取得新进展
日期:2024年01月08日 17:18:05来源:生态所点击数:次字号:【 】

为全面深入分析河流建坝对鱼类的影响及相关保护措施,明确建坝河流鱼类保护未来研究重点,南京水利科学研究院陈求稳研究员与张建云院士等在reviews of geophysics发表了“river damming impacts on fish habitat and associated conservation measures”。该研究联合了北京大学倪晋仁院士、武汉大学夏军院士以及美国伊利诺伊大学香槟分校jim best教授,加拿大卡尔顿大学steven cooke教授、德国杜伊斯堡-埃森大学sebastian birk教授等多位专家。

论文链接:https://doi.org/10.1029/2023rg000819

 

河流建坝可为防洪、发电、供水、航运等带来诸多益处,随着世界对能源、防洪和用水等需求的增加,全球大坝数量持续增长(图1)。然而,建坝会显著改变河流物理生境,包括河流连通性、水文情势、水温情势、泥沙情势及河貌等,影响鱼类生境并导致其多样性下降。为减缓建坝对鱼类生境的不利影响,已研究并实施了诸如过鱼设施、增殖放流、生态调度和支流生境替代等措施,但保护效果不显著或效率提升遭遇瓶颈。因此,亟需全面深入分析建坝对鱼类生境的影响,阐明改进保护措施的内在机制,提出建坝河流生态环境保护未来研究重点。

图1:全球河流建坝概况

建坝降低了河流纵向、横向和垂向连通性,影响鱼类洄游、产卵和索饵;改变了河流泥沙输移与河貌,影响鱼类微生境;大坝调节改变了河流的自然水文和水温情势,影响鱼类繁殖、索饵和越冬等,大坝泄水造成坝下河道气体过饱和,导致鱼类气泡病甚至死亡(图2)。这些生境的改变显著影响鱼类的物种数量和群落结构,如三文鱼、四大家鱼、鲟鱼、鳗鱼等(图3)。

图2:河流建坝对鱼类物理生境的影响

图3:全球典型鱼类分布及建坝对其洄游路线的影响 

为减缓河流建坝对鱼类带来的不利影响,目前已开展了诸多鱼类保护措施。例如,建设过鱼设施以恢复鱼类洄游通道,实施生态调度以降低河流水文和水温情势变异对鱼类的影响,修复支流生境为干流因建坝丧失生境的鱼类提供适宜的替代生境,人工增殖放流恢复鱼类资源量。这些保护措施具有不同的应用场景、保护效果、成本效益,因此,应综合考虑工程实际情况、保护的目标鱼类特性和保护措施效率,因地制宜地选择鱼类保护措施。

 

图4:建坝河流主要鱼类保护措施及其效率分析

未来气候变化和人类活动可能进一步加剧对河流物理生境的影响,增加问题的复杂性,为此今后研究应重点关注:合理规划流域水系开发强度、干支流协同关系、坝址选择、工程参数等,减小对鱼类的影响;开展建坝河流系统性监测,获取物理生境和生态系统长序列数据,以深化建坝河流生态影响评价研究和持续改进保护措施;考虑未来气候变化与土地利用变化的影响,提出预防性应对措施。

reviews of geophysics由美国地球物理联合会(agu)主办,创刊于1963年,是地球科学领域国际经典品牌期刊,2022年影响因子为25.2,在earth and planetary sciences大类中排名第一。

该研究得到了国家重点研发计划项目(2022yfc3203900)、国家基金委创新研究群体项目(52121006)和国家基金委重大研究计划集成项目(92047303)的支持。

 

团队简介:

南京水利科学研究院生态水力学研究团队,长期致力于水利工程水生态环境效应及其驱动机制、适应性调控、高坝大库水生态环境智慧监测设备研制等研究。团队承担了国家自然科学基金创新研究群体、国家杰出青年科学基金、国家重点研发计划项目等多项国家级科研项目。团队在national science review、nature reviews earth & environment、reviews of geophysics、science bulletin、engineering、limnology & oceanography等发表论文300余篇,授权美国和中国发明专利50余项,获水力发电科学技术奖一等奖4项。


    
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