魚類棲息地保護與修復措施研究

嚴 鑫, 成必新, 楊紹榮

(1.上海勘測設計研究院有限公司，上海 200335；2.中國三峽建設管理有限公司，北京 610041)

1 引言

根據2018年全國水利發展統計公報數據顯示，截至2018年年底，全國已建成的各類水庫98822座，農村水電站46515座，流量Q≥5 m3/s的水閘104403座，并且數量仍在逐年增加。水利工程建設不可避免地在一定程度上會改變河流連通性、水文情勢、水流流態、水溫、水質以及河床底質等[1]，進而影響到野生魚類等水生生物的生存與繁殖。所以，為保護水生生物多樣性，需要對野生魚類棲息地進行保護與修復。截至目前，可查閱的國內魚類棲息地保護與修復工作主要集中在魚類產卵場人工設計、魚道建設、增殖放流，并且以中華鱘、四大家魚等為主要研究方向，而針對受水利工程影響的以野生魚類資源保護為目標的綜合性魚類棲息地保護與修復工作等方面的研究則相對較少[1]。

本文通過歸納總結國內已建魚類棲息地保護與修復項目中運用的技術、工程、管理等方面的技術，為從事河流生態保護與修復領域規劃、設計、監測評估等相關工作的技術人員提供技術參考，并通過分析已建魚類棲息地生態項目中的不足，為受水利工程建設影響的魚類棲息地保護與修復項目的進一步完善提供建議。

2 典型魚類棲息地人工修復措施

現階段，國內魚類棲息地保護模式主要有兩種，即棲息地保護、棲息地修復[2]，其劃分的依據主要為河流生態系統的受損程度。針對未受干擾或受外界干擾程度較低的河流，可直接采用棲息地保護；對于棲息地已受到較為嚴重的外界干擾，則建議進行棲息地修復。表1總結了國內樂昌峽水利樞紐建設魚類保護[3]、馬馬崖一級水電站魚類棲息地保護[4]、阿海水電站人工模擬魚類產卵場[5]、安谷水電站魚類棲息地生態保護與修復[6]、瀾滄江流域魚類棲息地保護[7]、雙江口水電站魚類棲息地保護[8]、雅礱江兩河口水電站人工魚類產卵場[9]七個魚類棲息地保護與修復工程案例中采用的技術措施。根據表1內容，從目標確定、方案設計到后期維護管理，涉及的技術措施主要分為以下5類。

2.1 前期調研

其主要目的為確定目標河流受損狀態及目標保護魚類。前期問題識別與診斷對于后續的棲息地保護與修復規劃、設計、實施等環節意義重大，若該階段工作不夠詳盡，將導致后續工作受阻甚至采取的保護與修復措施效果不佳，無法達到預期目標。該階段涉及的主要技術措施，包括水文/水質/河流地形數據資料收集、魚類及餌料生物資源調查、水利工程建設導致的生態環境問題識別與診斷、河流健康狀態評估等[2]。

2.2 確定目標保護魚類的關鍵環境因子

不同魚類對于生境的需求存在差異，為了深入了解適宜目標保護魚類對于關鍵環境因子的需求，需通過查閱文獻、調研保護魚種生存的天然河流、室內試驗、數值模擬等方法確定影響其生存、繁殖、洄游等行為的關鍵環境因子。

2.3 針對目標保護魚類對生境的需求，確定棲息地保護與修復目標

對河流進行功能劃分，即干流、支流保護與修復區域劃分。對于受大型水利工程影響的河流，在干流無法進行生境修復的條件下，若電站上下游存在天然條件較好的支流，在經過河流生境評估后，應考慮對其支流進行棲息地保護與修復。對于在水利工程建設后，干流依然存在片段化、破碎化魚類棲息地的情況，應兼顧干、支流保護與修復的策略[3]。

2.4 方案設計

該階段重點針對存在的或將造成的環境問題進行針對性保護與修復，主要涉及水文水動力條件、水質條件、河床底質、河流連通性修復、生境塑造、生物多樣性補充、后期的運行維護、跟蹤監測與效果評估、措施提改進等方面的內容。

(1)水文水動力條件。具體措施包括生態流量下泄及監測、棲息地流量控制以及流態多樣性塑造等。

(2)水質條件。主要為電站分層泄水以滿足產卵期水溫需求、電站調峰對下游自然水文過程的影響對應的補償措施、氣體過飽和水體下泄補償機制、外來污染物控制、重要水質參數的動態監測等。

(3)河床底質。根據不同魚類生存環境需求分析，在棲息地修復河段進行人工河床墊層塑造。

(4)河流連通性恢復：包括河道橫向和縱向連通，具體措施包括拆壩(縱向)、魚道和仿自然魚道修建(縱向)、河道疏浚(橫、縱向)。

(5)生境塑造。基于河流地形地勢特征，在一定程度上通過控制河床比降、恢復或塑造河流蜿蜒性、修建生態護岸、丁字壩、堰等仿自然的修復措施改善棲息地生境。

(6)生物多樣性補充。現階段國內主要通過魚類增殖放流的方式補充需保護的野生魚類資源，同時合理補充種植當地水生、濕生等植物以補充豐富餌料生物資源，從而起到間接促近野生魚類資源增長的作用。

2.5 維護管理

維護管理是保障魚類棲息地保護和修復措施有效性、恢復河流生態功能的關鍵舉措之一。前期的保護與修復措施規劃設計是基礎，后期的運行管理是保證措施長期有效的支撐。需要當地政府、百姓協同并支持魚類棲息地保護與修復，減少捕魚、采砂等破壞河流生態的行為。

(1)后期的運行維護。針對人工修建的魚類三場“索餌場、產卵場、越冬場”，需在非產卵期及時清淤；針對魚道，需監控其過魚效果并及時清淤；針對電魚、炸魚、捕魚、采砂、污染水體等行為應采取長期有效的措施加以監督和防治；針對生境修復措施損毀，需跟蹤監測并及時制定方案加以修繕或改進。

(2)跟蹤監測與效果評估。主要包括棲息地野生魚類資源及餌料生物跟蹤監測、生態流量和水質連續監測、物理生境動態監測、單項及綜合修復措施的修復效果評估、棲息地保護與修復措施效果評估體系等。

(3)措施改進。包括生境修復工程效果評估后的方案精細化改進或更換、生態流量下泄值及下泄過程優化、魚類增殖放流方案改進、跟蹤監測方法改進、魚類棲息地保護與修復效果評估指標及體系的完善等。

3 存在的問題

3.1 缺乏技術指導規范

國內尚無針對魚類棲息地保護與修復的技術導則或規范。但從事水利工程建設以及環境保護工作的企事業單位等已具備較強的河流生態保護意識，在工程實施前已將河流生態保護與修復工作納入考慮。由于缺乏指導方針，相關工作仍然處于借鑒國外經驗、國內各自摸索、試驗、實踐、相互學習的狀態。

3.2 缺乏相關研究

野生魚類行為學以及與棲息地保護與人工修復措施的響應關系研究較為缺乏。為使棲息地修復措施清晰有效，了解保護魚種在繁殖、索餌、洄游等方面的習性十分重要，但該研究往往耗時長、需要購買或捕撈大量對應魚類、室內室外試驗結果存在差異等問題，致使工程規劃前期在時間、研究人員、費用投入較大。

3.3 工程效益與生態需求無法平衡

生態流量值及過程確定需多方協商。就技術而言，現階段通過水文資料計算出適宜目標保護魚種及河流健康狀態下的生態流量技術已較為成熟。但從經濟層面上，平衡水利工程效益和生態需求則是一個較為棘手的問題，如何兼顧二者利益使其達到平衡點，需要多方協商[5]。

3.4 生態修復單項工程效果評價難以從整體措施剝離

棲息地修復往往是從全局、整體的角度進行規劃、設計、施工，很難做到單個措施依次實施，所以當人工修復措施結束后通常只能給出整體修復效果的評價，難以科學論證單個工程的效果。由于缺乏單個措施實施前、后的對比論證，這對在國內推廣運用單個保護或修復措施極為不利。

3.5 修復措施缺乏論證

國內現有棲息地修復措施的生態性還需進一步論證。現有棲息地修復措施主要涉及拆壩、魚道、河床底質修復、堰、小型丁壩、生態護岸、河道疏浚、地形塑造、人工魚礁等，但每項措施對河流生態的擾動及影響時長現無評估方法[6]。

3.6 跟蹤監測及效果評估工作有待加強和提升

一些工程案例在前期調研、規劃、工程設計和實施、后期運行維護方面皆有考慮，但跟蹤監測及效果評估環節涉及的監測方案、評估方法等涉獵較淺。造成該現狀的原因，其一，魚類生態群落恢復是一個周期較長的工作，短時間較難看到成效，這也是截至目前尚未查到以上工程案例相關跟蹤監測及效果評估文獻的原因之一；其二，國內跟蹤監測設備及技術還未發展成體系，現階段還處于初期階段。

3.7 缺乏相關人才

缺乏具備河流生態監測、棲息地生態保護與修復技術和經驗的人才。國內從事河流生態理論與技術研究的科研工作者不少，但設計院等企事業單位中具備將棲息地保護與修復研究成果轉化為工程設計并具備科研、設計、監測、評估等為一體的工作者卻為數不多。

表1 國內7個魚類棲息地保護與修復項目中的棲息地保護與修復措施

4 對國內魚類棲息地保護與修復工作現狀的思考

魚類棲息地保護與修復是河流生態保護與修復中的關鍵性工作，與維護河流生物多樣性息息相關。現階段，我國的魚類棲息地保護與修復工作仍處于探索和試驗期，還需通過大量的項目實踐經驗積累適合于中國的魚類棲息地生態保護與修復技術。針對上文提及的魚類棲息地保護與修復工作中存在的問題，本文進行了初步思考。

(1)國家和地方相關部門應加快推進與魚類棲息地保護與修復工作相關的技術導則或規范文件，科學、系統引導相關項目的規劃、實施和評估。

(2)建議進一步加強對所需保護的野生魚類行為學、生理學等方面的研究，總結國內重點保護野生魚類在棲息地保護與修復中需要著重關注的習性特點，形成系統定性、定量的論著以供規劃、設計單位參考。這是一個需要長期積累和不斷更新的工作[7]。

(3)生態流量需兼顧數值和下泄過程。單一的生態流量值不利于魚類產卵，人工營造流量過程不僅對遠程自動化操控技術有要求，還需要水利工程業主方的支持。如何平衡經濟和生態效益，僅靠工程設計或施工方等難以快速有效推動，需要國家或地方相關政策的支持才能更進一步地維護野生魚類資源保護與修復工作。

(4)針對單個生態修復措施效果難以從整體效果中剝離進行分析的問題，可以通過收集基礎數據資料結合數學模型的方法，以及物理模型試驗進行對比論證。為研究某項措施對河流生態的影響，且在河流兩岸存在較大利用空間的，建議通過在河流旁側設置一定長度的人工河段，通過人為塑造河流地形驗證單一修復措施對河流生態以及野生魚類的影響。

(5)現有棲息地修復措施的生態性保障，建議所采取的棲息地人工修復措施應盡可能采用當地以及自然或仿自然材料，使用影響程度較低的工程手段。若需采用河道疏浚、地形重塑、堰壩修建等對河流生態擾動較大的修復方式，應在工程實施前完成補償方案，為需通過該施工河段或在施工河段存在魚類生活史中重要環節的野生魚類提供臨時通道，修建對應功能的臨時場所進行補償[8]。

(6)歸納、總結國內外已建或在建魚類棲息地保護與修復項目中采取的跟蹤監測設備和監測技術，以及評估指標和效果評價方法。科學合理的監測方案是評估項目實施效果的基礎，也是對項目進一步精細化或實施改進的重要依據。

(7)建議高校、研究機構、企業等通過人才共同培養，形成以產、學、研為一體的魚類棲息地保護與修復(河流生態保護與修復)合作體系，加強理論技術研究能快速、有效地應用于實踐[9]。

綜上所述，魚類棲息地保護與修復是河流生態保護與修復工作中關鍵環節之一，需要政府、企業、研究機構等各方的共同推進。在規劃設計階段更需要具備全局和部分、流域與干支流的概念[7]。在項目實施、運行維護、跟蹤監測與效果評估階段，則需要著重工作成效與反饋改進。

5 結語

隨著國家對生態文明建設工作的進一步強化，河流生態修復成為社會各界的關注重點，其中，極為關鍵的一環便是恢復河流生物多樣性。魚類作為水生生物食物鏈的上層生物，成為河流生態修復工作中的重點保護與修復對象。野生魚類資源保護需了解其在索餌、產卵、洄游等方面的習性，進而指導以其為目標的河流生態保護與修復工作。除去上文提及的各項棲息地保護與修復措施，提高公眾保護河流生態的意識尤為重要，這是一項間接卻又最為長期見效的工作，同時也是一項需要投入大量時間、人力、財力進行推廣的工作，只有從意識上增強公民對于保護河流的理念，才會從其行為上減少破壞河流生態的行為，最終形成良性循環。

本文所做的工作僅能提供現階段作者較為淺薄的認識，期望從事相關行業的同志及時補充更新。