人工再造魚類適宜生境

譚民強 梁學功

本文論述了在水利水電建設中保護魚類的有效措施之一—人工再造適宜生境的原理和方法。提出在詳盡的規劃（工程）分析和現狀調查基礎上，通過生態水文學計算，將魚類“適宜生境”量化為水文、水溫等數值，并根據這些數據優化規劃方案、調整設計參數和（或）運行方式，以達到人工再造適宜生境，保護魚類的目的。

三峽水庫的碧波之下，該有多少魚群？ 攝影/魏啟揚

采取疏導（過魚）措施和增殖措施來緩解阻隔作用

根據我國最新水能資源復查成果及遠景規劃，到2020年，水電裝機將達到3.28億千瓦，占電力總裝機的30%以上，水能資源開發程度達到60%，我國將成為名副其實的世界水電大國。近年，我國已進入水利水電建設的高峰期。

水利水電工程最顯著的負面生態影響是阻隔作用。大壩或脫水河道導致水生生態系統破碎化，直接影響到某些魚類（主要是洄游性魚類）生活史（如產卵、發育等）的完成。

另外，修筑大壩、引水發電等工程行為影響了河流的流量、流速、水深，導致河流水文情勢發生較大變化，適應原河道自然條件的土著魚類的適宜生境（通常認為，“三場”，即產卵場、越冬場和索餌場，是魚類生存所必需的最重要的生境）被大幅度壓縮，進而對魚類的種類組成和數量造成明顯影響。

針對上述不利影響，主要可采取以下減緩措施：

目前通常采取疏導（過魚）措施和增殖措施來緩解阻隔作用。

過魚措施可以疏通洄游通道，幫助洄游性魚類完成其生活史，或增強非洄游性魚類上下游的種源交流。

過魚設施可以分為上行過魚設施和下行過魚設施兩大類。上行過魚設施（或魚道）的一般原理是，通過開通一條水路或將魚誘捕在一個水箱里然后運送到上游去（升魚機或卡車運輸），使集中在下游某一位點的洄游魚類進入上游。為溯河產卵魚類及河川洄游魚類通過大壩而設計的上行過魚措施主要有：池型魚道、Denil(丹尼爾式)魚道、水渠式魚道、升魚機或魚閘、集運魚船。上行魚道設計的關鍵是魚道入口及其引流的位置，這必須考慮到洄游期間河道的下泄水流和目標魚類在大壩附近的活動，有些位點可能需要幾個入口和魚道。

只有在歐洲、日本、新西蘭和澳大利亞為降河產卵魚類（如鰻鱺）設計了特殊魚道，普遍采用的下行過魚設施有柵欄、三角形支架以及與表層過道相連接的天窗。

某些魚類因水利水電工程造成的阻隔作用而難以完成其生活史，直接導致了種群數量的下降。為了減緩這種影響，可以采取人工增殖的措施。即采用人工手段，向某一魚類棲息水域補充投放一定數量的該種魚類，以保護和恢復其種群數量。

魚類增殖放流需要系統地了解放流水域自然狀況和魚類資源現狀，深入進行放流對象的生理生態學特性、苗種繁育技術、放流和效果評價技術等研究工作，對增殖放流進行合理的規劃和布局，并制定出科學的方案。

增殖放流方案主要包括：選擇增殖放流的對象，確定增殖放流的數量、規格和質量，選擇增殖放流的適宜地點等。

三峽工程建設前的天然桃花魚 攝影/王敏

減緩適宜生境被壓縮的措施

通過適宜生境的人工再造，可以在一定程度上拓展魚類的生存空間。

魚類適宜生境的人工再造必須在“知已知彼”的情況下才能做好。所謂“知已”是指對規劃或建設項目進行詳盡的分析；所謂“知彼”是指對魚類現狀及其生理生態學特性進行詳盡的調查。

規劃的分析主要應考慮與水生生態系統保護密切相關的梯級開發方案中的梯級數量、壩址位置（涉及保護區問題）、開發時序（涉及河段、水溫、魚類保護措施的種類和規模）、壩高（涉及低溫水問題）、開發方式（涉及脫水和生態流量問題）、回水長度（涉及天然河道的保存比例）、梯級聯合調度方式（通常認為，日調節運行方式的電站越多，對魚類生境的影響越大）等。

鑒于水利水電建設項目對魚類的不利影響主要發生在運營期，因此，在工程分析中應重點關注調度運行方式的分析。運行方式不同，產生的環境影響亦不同。例如，不同調節方式下電站的下泄過程（主要是時間和流量）不同，可能會極大地影響到下游河道的水位和流速，而水位、流速頻繁的、劇烈的變化，會對河流中的魚類生存和繁殖產生不利影響。

現狀調查大體包括兩方面的含義：一是必須了解規劃或工程影響流域的自然條件現狀，特別是與魚類生存密切相關的水質，水溫，流速，河道形態，污染物種類和源強等的狀況。二是必須了解魚類，特別是保護魚類的現狀，主要包括種類、數量、分布和它們的生理生態學特性。這些信息可以通過查閱文獻，走訪主管部門和專家，野外實測和室內實驗等方式獲得。

只有在充分做好了規劃（工程）分析及相關現狀調查的基礎上，才有可能準確預測規劃或工程對魚類的影響，進而提出有效的保護方案。

三峽工程蓄水后，桃花魚生存無恙。 攝影/魏啟揚

魚類適宜生境的人工再造

“人工”構建的魚類適宜生境可分為兩種情況：一種是“無意”構建的人工適宜生境，是指水利水電規劃或項目實施后，因水文條件改變而新產生的適宜生境；第二種是“有意” 構建的人工適宜生境，是指依照保護對象的適宜生境要求，有意識地進行的人工再造。在這里我們主要討論“有意的”人工生境再造。

有意識地人工再造生境又可以分為“河道內”和“河道外”兩種方式。所謂“河道內”方式主要是指依據魚類保護的要求，在河道內采取優化規劃方案、工程構建或優化調度等方式來再造適宜生境；所謂“河道外”方式主要是指建立人工魚類增殖站。本文討論的是“河道內”人工生境的再造。無論是“河道內”還是“河道外”人工生境再造，都需要依賴生態水文學（生態水文學可定義為將保護生物的適宜生境條件，轉化為可量化的水文學參數的方法）的方法。

實現河道內魚類適宜生境人工再造的第一步是構建規劃或工程影響河段的三維河道水文模型，具體方法是通過實測大斷面和水面線數據，搜集流量、流量-水位資料等，借助計算機還原，得到所測河道的三維模型。實測線測量間隔越小，所得到的河道模型越精確。在這方面，雅礱江錦屏二級水電站所做的嘗試堪稱范本。

在構建了河道三維模型后，第二步是對魚類，特別是保護魚類進行詳細的現狀調查。不同魚類對適宜生境的要求不同，具體地表現在不同的魚類，其繁殖，覓食和活動的場所（或時間）存在著差異。

在適宜生境保護和人工再造時，首先需要明確是針對哪種魚類的。就我國目前自然保護的力度而言，現階段還只能重點考慮各級保護魚類和重要的經濟魚類。在確定了保護對象后，應進一步詳細調查其種群數量，分布，繁殖，遷棲，食物構成等。在魚類分布的調查中，應重點關注“三場”的自然環境，如水質、水溫、水深、流速、水面寬度、底質等，并盡可能通過實測進行量化。

在完成了上述工作后，就可以根據魚類適宜生境調查中所得的實測數據，將保護目標的適宜生境“定位”在河道模型之中。依據規劃和工程擬定的建設、運行方案，并結合魚類適宜生境保護的要求，設定不同的模型初始條件，預測在不同的規劃、建設方案和保護力度下，相應魚類適宜生境的數量、位置等的變化情況，為天然生境保護和人工再造適宜生境提供量化依據。

根據現狀調查結果，結合保護魚類的生理生態學特征，通過生態水文學計算就可以得到保護對象適宜生境的量化數值。根據特定的保護要求，通過優化規劃方案、調整設計參數和（或）運行方式等手段，做到在同一流域保存部分天然生境或在人工條件下設計適宜生境，以達到保護魚類的目的。例如，葛洲壩水利樞紐下游河勢調整工程影響到湖北宜昌中華鱘自然保護區，工程建設可能對國家I級保護野生動物中華鱘產生顯著影響。為此，評價單位委托了農業部中國水產科學院長江水產研究所和中國科學院水生生物研究所開展了工程建設對中華鱘影響專題研究。通過征求中國漁政指揮中心水生野生動植物保護處和湖北省水產管理辦公室及相關專家的意見，確認了中華鱘產卵交配區的基本條件（形成一個反坡，坡比為1.5%～1.8%；要求10月份、11月份保持水深9m～13m；水流為紊流；河床質為砂卵石河床，地形較穩定等）。其后，依據這些基本條件，工程的設計單位長江委長江勘測規劃設計院對工程設計作了進一步的優化，提出了工程優化設計的推薦方案。在再次征求了中國漁政指揮中心水生野生動植物保護處和湖北省水產管理辦公室等主管部門和專家的意見后，最終提出了包括人工再造中華鱘產卵場在內的綜合保護措施。

最后必須強調的是：人工再造魚類生境措施的有效性，極大地依賴于監測的證明，更依賴于根據監測結果進行的不斷優化。因此，對任何魚類適宜生境的人工再造措施都必須進行跟蹤監測，并根據監測結果及時優化調整。

要實現對一個物種的保護，最重要、最有效的方法就是保護好其天然生境。我們應當從流域規劃階段開始，從流域的角度劃定必要的魚類保護區。在水利水電建設中，應堅持“科學、有序”的開發原則。同時加強針對保護魚類的生理生態學研究和監測。只有這樣，才能夠盡可能地減少水利水電工程的負面生態影響，真正實現“綠色水電”的目標。

長江天然河道 攝影/王洪