長江中游江湖生物通道恢復的關鍵生物學問題與框架構建

陶江平　劉宏高　易燃　侯軼群　蔡露　邱涼

摘要：圍繞生物通道恢復面臨的科學、技術問題進行方案設計與分析，搭建生物通道恢復技術框架，為推動長江中下游江湖生態保護和修復工作提供技術參考。以漲渡湖群為研究試點，系統總結了該水域江湖洄游魚類在“長江-湖泊”的遷徙、洄游規律，掌握魚類入湖和出湖習性。圍繞幼魚入湖、成魚入湖與出湖等不同生活史階段的需求，結合河湖水位變化特征與影響、現有工程及調度措施的局限性，提出了“季節性灌江納苗”“生態水網+過魚設施”及調度運行等方案，從保障江湖洄游性魚類生活史完成的角度搭建生物通道恢復框架，為解決江湖復合生態系統阻隔問題、恢復洄游魚類及生物多樣性、修復河湖水生生境提供了新思路。

關鍵詞：水系連通；生物通道；魚類洄游；生態水網；過魚設施

中圖分類號：Q178.1? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? 文章編號：1674-3075（2023）05-0001-08

長江中下游是我國淺水湖泊分布最集中的地區，據統計，長江中下游湖泊占全國淡水湖泊總面積的60％以上，1 km2以上的湖泊有651個，10 km2以上的湖泊數量超100個（秦伯強， 2002; 陳昌仁，2011）。歷史上這些湖泊都與長江干支流自然連通，塑造了全球獨特的復合生態系統和生物多樣性中心，并被世界自然基金會（WWF）列為全球233個優先保護的生態區之一（Olson & Dinerstein， 1998）。在滿足防洪、航運、供水、灌溉和生物資源利用等需求的過程中，原通江湖泊水系連通的自然規律被忽視，目前除了洞庭湖、鄱陽湖和石臼湖外，其余湖泊均建設了閘、壩或堤等工程。據估算，江湖阻隔使支撐長江中下游水生生物棲息的有效水域面積減少了76%（萬成炎和陳小娟，2018）。

近年來，長江中下游原通江湖泊生態環境的保護和修復越來越受到重視，由于對復雜的江湖關系（萬榮榮等，2014；盧金友和姚仕明，2018）、水文-環境-生態-經濟協同機制（王洪鑄等，2015）等缺乏全面的認識，治理效果不甚明顯。江河阻隔或連通性喪失導致的湖泊與河流水力聯系受控或切斷，造成河湖空間結構破碎化，對區域物種豐度及多樣性指數產生直接影響（Horváth et al，2019）。實施河湖連通措施改善河湖水系連通狀況，進而恢復湖泊生態系統質量，已被納入《長江保護法》。然而，在長江中下游湖泊水系連通恢復過程中，怎樣聚焦關鍵生物學問題，引入水生態修復要素，進而實現該水域的水生生物保護、湖泊水質改善、河湖復合生態系統恢復等目標，為當前需要探討和解決的關鍵問題。河湖生物通道恢復作為湖泊水系連通恢復與水生態修復相結合的重要措施，是維持河湖連通性“物種流”的重要組成部分，是減緩河湖阻隔和人類活動干擾對生物多樣性影響的直接措施之一。開展長江中下游原通江湖泊生物通道恢復試點研究，可以為“長江大保護”提供理論方法和技術支撐。

本研究以湖北省武漢市新洲區漲渡湖群為例，以河湖阻隔對魚類等水生生物生活史完成影響問題為導向，圍繞生物通道恢復面臨的科學、技術問題進行方案設計與分析，從保障江湖洄游性魚類生活史完成的角度搭建生物通道恢復的技術框架，以期為推動長江中下游江湖生態保護和修復工作提供技術思路與借鑒參考。

1? ?研究區域及關鍵生物學問題

1.1? ?區域概況

漲渡湖群位于武漢市新洲區，是長江中下游極具代表性的原通江湖泊群。歷史上該湖泊群直通長江，與舉水、倒水等形成典型河湖水系自然連通的復合生態系統（圖1）。受近現代人類活動的強烈影響，特別20世紀50年代后實施大規模圍墾，以及長江和舉水堤防、漲渡湖南岸漲渡湖閘（俗稱“挖溝閘”）、舉水西堤沐家涇閘和倒水下游改道等工程，導致漲渡湖面積由50年代約155 km2迅速減少到80年代不足40 km2，濕地水面由255 km2縮減到44.7 km2（朱江等，2005）。漲渡湖現有水面37.7 km2，平均水深1.3～1.5 m，最大水深2.3 m，湖底最低高程16.7 m。湖泊呈正方形，東西寬6.5 km，南北長6 km，常年調蓄水位20 m左右，最低水位為18.7 m，沿湖東、南、北三面筑有13.41 km長的圍漬堤，堤高高程23 m左右，東北角建有齊頭咀節制閘，通往東西向的十里主港，南線由長1 km的挖溝渠及漲渡湖閘通向長江干流（朱江，2005）。

漲渡湖群因圍湖造田和工程建設等因素，加之漲渡湖面積銳減，面源污染和內源污染加重而污染物難以得到沉積、轉換和降解，水體自凈能力下降、水質惡化、水體富營養化程度加劇，漲渡湖群水環境呈逐年惡化趨勢（張清慧等，2013），同時，魚類物種多樣性和遺傳多樣性顯著下降。據統計，20世紀50年代漲渡湖魚類有82種，80年代下降到63種，到21世紀初僅有46種（王利民等，2005）。目前，河海洄游型魚類基本消失（如三線舌鰨、鰣等），主要江湖洄游魚類種群（如四大家魚等）需依靠人工放養才得以維系，喜流水性魚類種群衰退甚至消失（如細鱗鲴、長吻鮠和中華沙鰍等），湖泊定居型魚類種數也呈現下降趨勢（李立銀等，2006）。總之，漲渡湖具有長江中下游原通江湖泊生態系統退化的典型特征，如面積萎縮、水質惡化、生物多樣性下降等，因而可作為生物通道恢復試點的典型代表性。

1.2? ?關鍵生物學問題

河湖水系連通性恢復是江湖復合生態系統的基礎，與工程建設運行、生境喪失和破碎化、水文情勢改變、水環境污染、生物資源過度利用和生物入侵等主要生態脅迫因子皆存在緊密的因果關系（Liu & Wang，2010；Wang et al，2016）。其中，魚類作為淡水生態系統的頂級類群，能夠通過捕食關系調節其他 水生生物的豐度，在維持河湖水生生物多樣性、江湖復合生態系統的結構與功能方面發揮了重要作用（程馨雨等，2019；Zhang et al，2021）。對長江中下游而言，江湖洄游性魚類的生活史過程為長江干流繁殖、湖區越冬與育肥。親魚在繁殖當年由湖區進入長江，繁殖后的幼魚進入湖區生長、發育。長江中下游通江閘站的建設與運行切斷了江湖洄游性魚類的洄游通道，從而魚類資源量銳減、生物多樣性下降（常劍波和曹文宣，1999）。

長江與通江湖泊之間的閘壩建設是阻隔江湖洄游性魚類生活史完成的關鍵。通過建設生物通道，實現江湖洄游魚類在長江、通江湖泊之間洄游通道的恢復，是實現流域內河流與湖泊之間物質流、能量流、信息流和物種流暢通的重要條件（朱江等，2005；萬成炎和陳小娟，2018）。為此，生物通道恢復的關鍵生物問題便是通江閘站建設對魚類洄游的影響，魚類洄游行為、規律等生物學參數是生物通道設計的前提和依據。生物通道的構建需要滿足幼魚入湖育肥、魚類出湖越冬及繁殖，以及繁殖、越冬后返湖育肥等生活史過程對通江閘站通過性的需求（圖2）。

2? ?基于魚類洄游需求的生物通道恢復

2.1? ?魚類洄游規律與生物學依據

2.1.1? ?幼魚入湖時間? 幼魚入湖時間采用長江干流漲渡湖附近江段的魚類早期資源出現時間進行界定。基于2004年中國水產科學院長江水產研究所和2020年水利部中國科學院水工程生態研究所在該水域的監測數據進行卵苗逐日分布的頻數分析（內部資料），結果表明，長江干流漲渡湖附近水域的幼魚等早期資源出現時間在6-8月，以6-7月卵苗徑流量最高。該水域6-7月魚苗徑流量為253.8億尾，其中6月30日-7月3日魚苗徑流量為124.8億尾，約占總監測期的50%。因此，幼魚入湖需在每年的6-8月開展協助，重點開展時間為每年的6-7月（圖3）。

2.1.2 幼魚入湖方式? ?由于魚類在早期資源階段（卵苗階段）不具有游泳能力或者游泳能力非常弱，主要是隨水流遷移。在魚類達到一定的規格，則要考慮魚類游泳能力及要求。因此開展幼魚入湖主要考慮該水域繁殖魚類的卵苗隨水流的被動擴散規律。對此，需要考慮江湖洄游魚類幼魚（卵苗）隨水流擴散的空間分布特征。結合洪湖灌江納苗相關調查成果（常劍波和陳宜瑜，1995），早期卵苗生活史階段，無論是江湖洄游魚類，還是其他魚類的卵苗均主要分布在水體的中表層，在水深0.25 m以上的卵苗占整個垂向空間總量的60%以上，不同水層魚類卵苗分布數據見表1。

2.1.3? ?成魚出入湖時間? ?通江湖泊內分布的江湖洄游性魚類，除了需要生殖洄游之外，還有其他生活史階段的洄游與遷徙（如育肥和越冬）。近30年來，漲渡湖處于阻隔或半連通狀態，沒有該水域成魚入湖、出湖規律的研究成果，因此借鑒現有通江湖泊（洞庭湖）魚類洄游規律進行類比分析作為參考（劉艷佳等，2020）。基于相關成果對魚類遷徙規律總結，冬季（1-2月）基本處于最低水位時期， 魚類隨著湖區水位短時間的漲落變化（日變動）會表現出與之適應的行為，即漲水入湖、退水出湖。春季（3-5月）， 隨著汛期到來、水溫升高，調查期間無論水位是整體上漲還是消落，魚類均表現為入湖趨勢。夏季（6-8月）， 湖泊水位和水溫均處于較高時期，大量魚類個體入湖索餌育肥， 魚類均表現為入湖行為。11-12月， 隨著水溫下降、水位下降， 魚類行為以出湖為主，即使11月調查期間， 水位整體有小幅度上漲， 但由于該時期水溫急劇下降，7 d內水溫下降超過2℃，魚類的以出湖為主。

因此，每年的2-4月（春季），隨著汛期到來，水位、水溫逐步升高，魚類由長江干流遷徙入湖索餌和育肥；在10-12月，隨著水位退落、湖區水溫下降，魚類出湖進入長江干流越冬。

2.1.4? ?成魚出入湖方式? ?基于魚類資源現狀以及過魚對象的分析成果， 確定了漲渡湖水域的江湖聯系的主要過魚種類、規格。對此，初步選取了四大家魚等江湖洄游魚類為目標對象，結合文獻資料（Newbold et al，2016；Hou et al，2018；蔡露等，2021；王永猛等，2021）進行魚類游泳能力綜合分析，用于為生物通道恢復方案（如過魚設施、生態水網建設）提供設計流速等水力學參數和依據。基于特定規格目標魚類的游泳能力測試成果，結合國內外相關成果的對比分析，提出目標魚類成魚期出、入湖生物通道的設計流速，具體見表2。

2.2? ?生物通道恢復方案

2.2.1? ?恢復框架構建? ?河湖水位關系及變化特征是生物通道設計的另一前提條件。結合長江干流（挖溝水位站）與漲渡湖水位關系的對比分析可知，1-12月，漲渡湖和長江干流的月均水位都呈先增大后減小的趨勢，漲渡湖的月均水位差在0.4 m內，長江干流月均水位差最大為8.73 m。

在綜合魚類完成生活史需求、行為學依據及河湖水位關系的基礎上，綜合提出“季節性灌江納苗”和“生態水網+過魚設施建設”等生物通道恢復的建設與優化方案。每年6-8月，漲渡湖群水位低于長江干流水位，為促進長江干流繁育的魚類卵苗和幼魚進入漲渡湖群，需開展季節性灌江納苗方案構建；每年2-4月以及10-12月，在漲渡湖群水位高于長江干流水位期間，為實現魚類入湖育肥和魚類出湖越冬，需開展“生態水網+過魚設施”的建設（圖 4）。

2.2.2? ?季節性灌江納苗? ?在江湖洄游魚類的繁殖季節（6-8月），漲渡湖閘外江平均水位在19～23 m。漲渡湖湖區內的水位控制在19.3 m左右，符合無游泳能力魚類卵苗等隨水流進入湖區的順灌要求。開展季節性灌江納苗，可實現長江干流繁殖的幼魚/苗入湖，也可實現成魚出湖繁殖。

開展漲渡湖閘路線的季節性灌江納苗需要3個保障條件：一是繁殖的魚類卵苗在入湖口附近水域聚集；二是具有攜帶卵苗入湖的水流條件；三是卵苗隨水流入湖無阻隔障礙。對此，需要采取的措施包括入湖通道的改造和優化及閘門改造，見圖5。

（1）入湖通道改造及優化

針對長江干流與漲渡湖連接通道的水流方向呈銳角結構，難以滿足魚類卵苗隨水漂流進入漲渡湖的問題，應對長江干流漲渡湖閘附近水域進行改造，以便魚類卵苗可以在此水域富集。擬采取方案有2個。一是入湖通道整體改造。具體為改變漲渡湖閘通道的朝向，將干流-通道水流流向的夾角由銳角變為鈍角，將水流直接引入漲渡湖內（開挖河段長度約為1 600 m，寬度約5～8 m，深度約6～9 m）。二是入湖通道局部改造。通過漲渡湖閘出口附近水域開挖，形成一個急流、緩流的交錯區，即魚類卵苗富集區（開挖方案為邊長約為600 m的三角形，開挖底層高程約為8.7～11.7 m，坡降約10°～30°）。

（2）閘門改造

漲渡湖閘入湖通道長約1 600 m，設有3個閘門和3級沉沙池。從長江干流至湖區方向依次為漲渡湖閘、挖溝節制閘及挖溝攔魚閘。針對60%以上魚類卵苗分布在中表層水體的規律（表1），同時克服通過長江引水進行灌江納苗過程中攜帶的大量泥沙并沉積在漲渡湖湖汊及主湖區等泥沙問題（嚴黎等，2006），需將底層進水型閘門改造成為中、表層進水型，通過閘門調整來實現入流方式由底層入流改成中、表層入流，在確保入湖卵苗資源最大化的同時，減少因長江引水攜沙導致的漲湖淤積。

2.2.3? ?生態水網+過魚設施? ?每年10月至次年的5月為長江流域的非汛期，漲渡湖等湖區的水位維持在19.5 m左右，長江干流（漢口站）水位一般在13.0～19.0 m，水位差在0.3～6.3 m。針對漲渡湖江湖洄游成魚在秋冬季出湖越冬及春季入湖育肥的生活史過程，協助魚類在冬季（10-12月）出湖越冬和春季（2-4月）入湖育肥。

此階段的生物通道恢復分為2個方面，一是基于生態水網的建設，實現長江干流-漲渡湖群之間的水系連通，保障江湖、湖群之間的水流條件；二是基于過魚設施的建設，克服生態水網關鍵節點、水頭差等造成的物理或流速障礙，保障連通水系內魚類等生物的遷徙與洄游。生態水網建設根據漲渡湖群的現場條件，建立的形式分為微連通和全連通2種。微連通方案通過漲渡湖閘實現長江干流與漲渡湖之間直接的水系連通；全連通為恢復長江干流、漲渡湖及倒舉之間的聯系。其中全連通的生態水網建設方案為實現魚類在“長江干流-漲渡湖群”之間遷徙的最佳方案。隨后，在此生態水網建設基礎上，在水系關鍵節點建設過魚設施6座，確保流速、流場符合魚類等生物的需求，保障生態水網體系內魚類等生物自由遷徙（圖6）。

建設的過魚設施需滿足江湖洄游魚等的春季入湖和冬季出湖要求，具有雙向通過性特征。基于“長江干流-漲渡湖群”的工程條件進行過魚設施方案的比選，標號為（1、2、6）區域有固定水位差，可采用仿自然通道；標號（3～5）因調度運行導致水位差變動可采用可拆卸式魚道。根據魚類游泳能力及運行的水位差進行魚類的方案初步設計（表1和圖4），仿自然通道擬采用“階梯-深潭”系統，大卵石堆積成階梯，較細顆粒泥沙在深潭緩沖區沉積。仿自然通道坡度約為1/200，長約100～500 m，詳細參數需根據水頭差、設計的坡度、糙率等確定。階梯高度約為0.3～0.5 m，階梯長度約3 m。通道斷面為梯形，底部寬度約2 m，邊坡系數2.5～3.0。在長期運行過程中，水流沖擊和淤積可對仿自然通道進行二次調整，使其達到結構和生境的穩定狀態。可拆卸式魚道類似于集裝箱結構，每個池室作為一節，可拆卸可組裝，且可根據具體情況變化坡度。適用于水頭差小、坡度變化大、魚道結構不確定的試驗設施。每節內設消能隔板，坡度約為1/100，長約2 m，寬約1.5 m，高約1.5 m，設連接結構和連接處防水設施。

2.3? ?調度運行保障措施

在生物通道建設后，需要開展生物通道的運行方案的編制，通過優化生態水網連通的閘、泵站等調度運行方案，實施聯合調度方式，滿足河湖魚類等水生生物通道的連通性恢復。結合生物通道建設要求的運行期的水文條件、生物通道恢復措施以及生物通道設計的目標對象，綜合提出面向生物通道恢復的調度方案或措施。按照魚類入湖和出湖需求可分為3個階段，如下：

（1）每年2-4月，針對成魚入湖育肥的需求，結合“過魚設施+生態水網建設”方案，制定合理的調度措施，開展成魚入湖育肥的調度工作；

（2）每年6-8月，在漲渡湖水位處于防洪水位階段，針對長江干流繁殖的河湖洄游等魚類的繁殖群體，開展灌江納苗的調度，促進長江干流繁育的相關魚類的幼魚進入漲渡湖群，實現相關物種在湖區的育肥；

（3）每年10-12月，在漲渡湖群水位處于正常蓄水位階段，針對魚類出湖越冬的需求，結合“過魚設施+生態水網建設”方案，開展魚類出湖越冬的調度工作。

3? ?討論

河湖阻隔（連通性喪失）對區域物種豐度及多樣性指數的影響顯著，是導致河湖生態功能衰退的一個主要因素（Horváth et al，2019）。同時，連通性恢復程度決定了河湖復合生態系統浮游生物、植物、魚類等生物多樣性水平。在工程學領域，當前圍繞河湖連通性恢復開展了大量研究、設計與建設工作，如河湖水系連通、連通性修復、生態水網建設等（伍新木和高鑫，2005；趙軍凱等，2015）。但是這些措施針對的是水資源配置和管理體系等問題，圍繞的核心問題是水文過程的修復，對生物學及生態學的需求與問題缺乏關注。在生態學及生物學領域，相關研究的開展主要圍繞河湖阻隔的生態學負效應，連通性喪失對河湖生態系統影響等方面（Liu & Wang，2018; 劉丹等，2019），缺乏基于生物或生態學需求的修復措施。

魚類作為淡水生態系統的頂級類群，為生物通道恢復的最優指示物種。因此生物通道恢復首先需要解決魚類生活史完成的時空需求問題。灌江納苗作為引導長江繁殖的卵苗或幼魚入湖育肥的方式，于20世紀80-90年代開展了大量研究與試驗，并取得了豐富成果（常劍波和陳宜瑜，1995；孫建貽等， 1998）。然而，該措施僅考慮了幼魚入湖的需求，在江湖洄游魚類出湖越冬和繁殖等多方面的需求仍沒有有效得到解決，更無法實現湖泊營養源向長江輸送的生物轉化。本研究在系統總結和掌握江湖洄游魚類魚類入湖和出湖遷徙、洄游規律的基礎上，提出的“季節性灌江納苗”“生態水網+過魚設施”等方案，實現了江湖洄游性魚類生活史的完成，為長江中下游河湖連通性恢復提供了思路與方法。

生物通道為河湖水系連通性恢復與生態修復相結合的措施，需要充分解決滿足生物洄游需求的生物學問題（董哲仁等，2020）。以漲渡湖群為例，針對漲渡湖群突出生態環境問題，地方采取了一些水生態環境保護措施，包括水系連通工程措施、灌江納苗、水污染防控與水質改善等。如在2005年，由武漢市新洲區人民政府與世界自然基金會合作，開展了漲渡湖“灌江納苗”工作，相關工作在促進江湖魚類資源交流，促進湖區生物多樣性方面發揮了一定作用（朱江等，2005；吳波等，2019）。然而，由于對魚類卵苗隨水流擴散規律了解不透徹，在一定程度制約了相關措施實施的有效性。灌江納苗需要3個保障條件，即針對性實施的入湖通道的改造和優化及閘門改造（圖5）、在原有灌江納苗的基礎上有效增加卵苗輸送效率、減少泥沙輸入及降低湖泊淤積的風險（嚴黎等，2006）。本研究針對成魚入湖和出湖的越冬、繁殖和育肥等需求，詳細分析工程現狀、水位關系以及水力學條件，結合代表性魚類游泳能力的測試結果與指標，提出了“生態水網+過魚設施”的方案及相應措施的建議參數，論證了相關工程實施的可行性和可操作。

總之，本文系統總結了漲渡湖群水域魚類等水生生物的遷徙、洄游規律，掌握魚類入湖和出湖習性等要素。圍繞幼魚入湖、成魚入湖以及魚類出湖的需求，結合河湖水位關系，提出了“季節性灌江納苗”“生態水網+過魚設施”以及運行管理等方案。鑒于長江中下游生物通道恢復涉及的科學、技術問題復雜，長江中游生物通道的恢復還需深入研究，具體內容包括：

（1）統籌規劃方面，全面推動長江中下游流域層面河湖生物通道恢復，需開展流域層面河湖生物通道本底數據調查研究，推進生物通道恢復的頂層規劃與設計。

（2）研究設計方面，生物通道恢復涉及魚類生態學、水文水動力學、工程學等多學科內容，也涉及防洪、血防、泥沙等方面的需求。為保證生物通道實施的科學性與有效性，亟需深化科學、技術問題研究，加強學科交叉問題探討。

（3）建設運行方面，生物通道恢復工程涉及有水利、農業、林業和生態環境等部門。建議加強跨專業、跨部門深入合作，共同推進其研究、建設、運行管理以及效果評估工作，共同維護長江中下游江湖生態系統結構與功能。

4? ?結論

以漲渡湖恢復試點區域，從江湖洄游魚類生活史完成對洄游通道需求的角度，系統總結了江湖洄游魚類的遷徙、洄游規律，搭建了生物通道恢復框架，結論如下。

（1）生物通道恢復對象為江湖洄游魚類，具體為幼魚入湖育肥、成魚入湖育肥、出湖越冬和繁殖等3個關鍵生活史時期對河湖連通的需求。

（2）生物通道擬采取2種構建形式：“季節性灌江納苗”和“生態水網+過魚設施”。“季節性灌江納苗”針對幼魚入湖的需求，配套措施有漲渡湖閘通道構建、閘門改造和魚類富集區構建等；“生態水網+過魚設施建設”針對成魚入湖、魚類出湖需求，其中生態水網涉及河湖、湖群之間水系連通，過魚設施用于克服生態水網中魚類洄游的物理屏障及流速障礙。

（3）通過工程建設、綜合調度和管理措施解決江湖復合生態系統江湖阻隔問題，以達到洄游魚類及生物多樣性恢復、河湖水生生境修復的目標。

（4）河湖生物通道恢復涉及的科學、技術問題復雜，為保證其實施的科學性與有效性，還需深入開展研究。

參考文獻

常劍波，陳宜瑜，1995.洪湖灌江納苗的可行性及效益評價[M]//陳宜瑜.洪湖水生生物及其資源開發.北京：科學出版社：220-231.

常劍波，曹文宣，1999.通江湖泊的漁業意義及其資源管理對策[J].長江流域資源與環境，（2）：153-157.

蔡露，侯軼群，金瑤，等，2021.魚游泳能力對體長的響應及其在魚道設計中的應用[J].農業工程學報，37（5）：209-215.

程馨雨，陶捐，武瑞東，等，2019.淡水魚類功能生態學研究進展[J].生態學報， 39（3）：810-822.

陳昌仁，2011.不同水動力下水生植物群落底泥磷素遷移特征[D].南京：南京林業大學.

董哲仁，張晶，趙進勇，2020.論恢復魚類洄游通道規劃方法[J].水生態學雜志，41（6）：3-10.

李立銀，倪朝輝，李云峰，等，2006.漲渡湖漁業資源及魚類多樣性狀況研究[J].淡水漁業，36（2）：18-18.

劉艷佳， 高雷， 鄭永華，等. 洞庭湖通江水道魚類資源周年動態及其洄游特征研究[J]. 長江流域資源與環境， 2020， 29（2）：104-113.

劉丹，王烜，李春暉，等，2019.水文連通性對湖泊生態環境影響的研究進展[J].長江流域資源與環境，28（7）：1702-1715.

盧金友，姚仕明，2018.水庫群聯合作用下長江中下游江湖關系響應機制[J]. 水利學報，49（1）：36-46.

秦伯強，2002.長江中下游淺水湖泊富營養化發生機制與控制途徑初探[J].湖泊科學，14（3）：193-202.

孫建貽，周春生，段中華，1998.網湖灌江納苗的效益評價[J].淡水漁業，28（3）： 16-17.

萬成炎，陳小娟，2018.全面加強長江水生態保護修復工作的研究[J].長江技術經濟，2（4）： 33-38.

萬榮榮，楊桂山，王曉龍，等，2014.長江中游通江湖泊江湖關系研究進展[J]. 湖泊科學， 26（1）： 1-8.

王洪鑄，王海軍，劉學勤，等，2015.實施環境-水文-生態-經濟協同管理戰略，保護和修復長江湖泊群生態環境[J].長江流域資源與環境，24（3）： 353-357.

王利民，胡慧建，王丁，2005.江湖阻隔對漲渡湖區魚類資源的生態影響[J].長江流域資源與環境，14（3） ： 287-292.

王永猛，柯森繁，林晨宇，等，2021.紅河（元江）流域的典型魚類游泳能力探究及在過魚設施流速設計中的應用[J].湖泊科學，33（6）：1820-1831.

吳波，趙強，馬方凱，2019.長江中下游江湖關系恢復研究[J].環境科學導刊，38（5）：10-14.

伍新木，高鑫，2009.創新城市水環境治理機制及促進大東湖生態水網構建[J].環境科學與技術，32（11）：7-11.

嚴黎，陳立，吳門伍，等，2006.淺析灌江納苗對漲渡湖濕地水質及泥沙的影響[J].水資源與水工程學報，17（5）： 38-41.

張清慧，董旭輝，姚敏，等，2013.近200年來湖北漲渡湖對江湖聯通變化的環境響應[J].湖泊科學，25（4）：463-470.

趙軍凱，蔣陳娟，祝明霞，等，2015.河湖關系與河湖水系連通研究[J]. 南水北調與水利科技，13（6）： 1212-1217.

朱江，王利民，雷剛，等，2005.重建江湖聯系 保護漲渡湖濕地[J].人民長江，36（11）：60-62.

朱江，2005.江漢平原湖泊濕地近代環境變遷——以漲渡湖、天鵝洲長江故道為例[D].北京：中國地質大學.

Horváth Z， Ptacnik R， Vad CF et al， 2019.Habitat loss over six decades accelerates regional and local biodiversity loss via changing landscape connectance[J]. Ecology Letters， 22： 1019-1027.

Hou Y， Cai L， Wang X，2018.Estimating fish swimming metrics and metabolic rates with accelerometers： the influence of sampling frequency[J]. Journal of Fish Biology， 93： 207-214.

Liu X and Wang H，2010.Estimation of minimum area requirement of river‐connected lakes for fish diversity conservation in the Yangtze River floodplain[J]. Diversity and Distributions， 16（6）： 932-940.

Liu X，Wang H，2018.Effects of loss of lateral hydrological connectivity on fish functional diversity[J]. Conservation Biology， 32： 1336-1345.

Newbold L R， Shi X， Hou Y， et al，2016.Swimming performance and behavior of Hypophthalmichthys nobilis： application to fish passage and exclusion criteria[J]. Ecological Engineering，95：690-698.

Olson D M，Dinerstein E，1998.The Global 200： a representation approach to conserving the Earth's most biologically valuable ecoregions[J]. Conservation Biology， 12（3）： 502-515.

Wang H， Liu X， Wang H，2016.The Yangtze River floodplain： threats and rehabilitation[J]. American Fisheries Society Symposium，84：263-291.

Zhang P， Zhang H， Wang H et al，2022.Warming alters juvenile carp effects on macrophytes resulting in a shift to turbid conditions in freshwater mesocosms[J]. Journal of Applied Ecology， 59（1）：165-175.

（責任編輯? ?鄭金秀）

Biological Problem and Framework Construction of Biological Corridor

Restoration for River-lake Connection in the Middle and

Lower Yangtze River： a Case Study of Zhangdu Lake

TAO Jiang‐ping1，? LIU Hong‐gao1， YI Ran1， HOU Yi‐qun1， CAI Lu1， QIU Liang2

（1. Key Laboratory of Ministry of Water Resources for Ecological Impacts of Hydraulic-projects

and Restoration of Aquatic Ecosystem， Institute of Hydroecology， Ministry of Water Resources

& Chinese Academy of Sciences， Wuhan? ?430079， P.R. China;

2. Bureau of Water Resource Conservation and Protection， Changjiang Water Resources Committee，

Wuhan? ?430010， P.R. China）

Abstract：The restoration of the biological corridor between the rivers and lakes is one of the direct measures to relieve the impact of river-lake blocking and human activities on the biodiversity. The construction of biological corridor is helpful for fish migration between rivers and lakes. In this study， Zhangdu Lake group in Wuhan City of Hubei Province was selected as research， we discussed the scientific and technological problem for the restoration of biological corridors and developed a technical framework for the restoration of biological passage in Zhangdu Lake group. First， we? summarized the movement and migration patterns of the river-lake migratory fishes in this water area， and characterized the different biological requirements of larval fish and adult fish as well as the migration periods of key life stages for migratory fish species， bidirectional migration routes between rivers and affiliated lakes. Then， we proposed a systematical construction scheme for the restoration of biological corridors connecting the Zhangdu River and the Yangtze River， The optimized scheme includes filling water flow to rivers to satisfy the requirements of larval fish drifting from river to lake during the periods from June to August， constructing ecological-friendly water network and fish passage facilities in consider of bidirectional migration requirements? and water fluctuations resulted from the operation and regulation of sluice stations. In conclusion， the proposed schemes in this study met the needs of migrotary fish species to complete different life history stages such as fish fries entering the lake， adult fish entering and leaving the lake. Meanwhile， engineering construction， comprehensive scheduling and management measures solved the problem of river-lake separation in the river-lake complex ecosystem.The present study provided a restoration framework of biological corridors for river-lake connection， from which ecological protection and restoration in the middle and lower Yangtze River is benefited.

Key words：river-lake connection；biological passages；fish migration；ecological-friendly water network；fish passage facilities

收稿日期：2021-10-20? ? ? 修回日期：2023-08-30

基金項目：國家重點研發計劃課題（2021YFC3200304，2019YFC0408904）；湖北省自然科學基金計劃青年項目（2020CFB322）。

作者簡介：陶江平，1981年生，男，副研究員，主要從事行為生態學及過魚設施方面研究。E-mail： jptao@mail.ihe.ac.cn

通信作者：邱涼，1975年生，男，博士，正高級工程師，主要從事水資源與水生態修復研究與管理。E-mail： 447048031@qq.com