在梳理金沙江中游水电开发现状的基础上,于2021年12月(枯水期)、2022年3-4月(平水期)、2022年7-8月(丰水期)对金沙江中游的鱼类资源进行了调查分析,以评估金沙江中游水电梯级开发对鱼类的影响.结果显示,调查共计采集鱼类47种,隶属于3目9科34属,其中8种国家二级重点保护种、14种外来物种.金沙江中游干流可分为梨园-龙开口河段与鲁地拉-观音岩和金沙-银江河段3组,鱼类群落结构差异显著(P＜0.05),梨园、阿海、金安桥、龙开口河段鱼类组成以土著亲流型鱼类为主,优势种为细鳞裂腹鱼(Schizothorax chongi)、短须裂腹鱼(Schizothorax wangchiachii)等裂腹鱼科鱼类及圆口铜鱼(Coreius guichenoti);鲁地拉、观音岩河段鱼类组成以土著亲流型鱼类与外来广适型鱼类为主,优势种为鲫(Carassius auratus auratus)、(鰲)(Hemiculter leucisculus)、短须裂腹鱼;金沙、银江河段鱼类组成以为静水、广适型的外来小型鱼类为主,优势种为麦穗鱼(Pseudorasbora parva)、高体鳑鲏(Rhodeus sinensis).与历史资料相比,金沙江中游鱼类存在小型化及高原区系转变为平原区系趋势.研究补充了金沙江中游鱼类资源现状的基础数据,并提出保护建议,以期为该江段鱼类资源管理与保护提供科学依据.

圆口铜鱼(Coreius guichenoti)是长江上游特有鱼类,研究金沙江梯级水电开发背景下圆口铜鱼种群生存力变化对该物种的保护具有重要意义.Vortex模型在传统种群评估方法的基础上,引入种群年龄结构、繁殖体制、性比等因素,并考虑了环境、灾害、遗传等随机性对种群的影响,可模拟种群数量和生存力变化特征,是一种应用广泛的种群生存力分析模型.基于1981-2021年金沙江圆口铜鱼资源调查数据,采用 Vortex模型构建了金沙江中下游干流大规模水电开发前、后两个时期圆口铜鱼种群生存力分析模型,考虑了水电开发下,水温、流速等环境变化对圆口铜鱼种群的影响,对比了两个时期圆口铜鱼种群数量、结构及生存力等.结果表明:水电开发前,严重过度捕捞对圆口铜鱼种群产生了显著威胁,10年内种群数量下降了 12.5％,百年内种群内禀增长率为0.085,种群的生存和繁殖能力较稳定,灭绝概率为1％;水电开发后,10年内种群数量下降了 42％,百年内种群内禀增长率降至-0.087,灭绝概率增大至36.1％,种群平均灭绝时间为83.7年,圆口铜鱼抵抗环境干扰的种群恢复能力降低,种群生存力受到影响.

永宁河是长江上游右岸的一级支流,其干、支流上共建有20余座小型水坝.为探究梯级水电站对鱼类多样性的影响,在永宁河流域设置共42个采样点,覆盖干支流及各个水坝,分别于2018年7月、10月和2019年1月、4月进行了四次鱼类资源调查.调查期间通过刺网、地笼、电捕等方法共采集到鱼类69种7332尾,隶属于4目13科54属,其中有长江上游特有鱼类13种,列入《中国脊椎动物红色名录》濒危和易危鱼类3种,国家二级重点保护鱼类岩原鲤(Procypris rabaudi)1种.Pinkas相对重要性指数(IRI)值较大主要为宽鳍鱲(Zacco platypus)、鲫(Carassius auratus)乐山小鳔鮈(Microphysogobio kiatingensis)等小型鱼类,29种鱼类的IRI值小于10;平均全长＜10cm的鱼类有24种3620尾,平均体重＜50g的鱼类有47种6493尾,鱼类规格较小,小型化严重.永宁河干流下游种类最多,多样性最高,干流中游鱼类数量最多.受自然环境以及水坝等的影响,永宁河的鱼类分布具有明显的空间差异.水坝类型对鱼类多样性有显著影响;而季节对鱼类多样性影响不显著.无水坝阻隔河段鱼类多样性著高于低头坝和高头坝阻隔河段;夏季的短距离洄游鱼类种数显著高于冬季和春季,但由于数量较少对鱼类多样性的季节性变化影响不明显.各种结果表明水坝阻隔对永宁河鱼类多样性和时空分布存在明显影响,为保护受小型水电站影响河流的鱼类多样性,有必要修复重要鱼类栖息地,适当拆除部分小型水坝,并科学开展增殖放流.

作为长江上游唯一未在干流建坝的一级支流和长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区的核心区,赤水河流域孕育和保护了极为丰富的底栖动物多样性.然而对赤水河底栖动物的了解仍不充分,缺乏涵盖整个流域的连续性、季节性的底栖动物调查.本研究于2019-2021年按季度开展4次调查,系统评估了赤水河水系底栖动物物种多样性,更新了物种名录,甄别出其驱动机制及受胁因素,并提出相应的保护对策.本次调查共记录底栖动物5门9纲22目86科186属209种.全流域优势种均为昆虫类,如蜉蝣属一种(Ephemera sp.)、扁蜉属一种(Heptagenia sp.)、河花蜉属一种(Polamanthus sp.)、四节蜉属一种(Baetis sp.)、潜水蝽科一种(Naucoridae sp.)和多足摇蚊属一种(Polypedilum sp.).春季底栖动物的物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数均高于其他季节.上游的密度、物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数均明显高于中下游.主坐标分析显示,不同季节和不同河段间底栖动物群落结构差异显著.冗余分析结果显示,底栖动物的分布主要受底质、海拔、流速、溶解氧、NH4+-N和大尺度空间因子PCNM1、PCNM2、PCNM3、PCNM6的驱动.方差分解结果表明,环境过滤对群落结构的影响大于空间因子(随机效应).流域内的多重人类活动(如支流的梯级电站、采矿业、土地开发利用、酿酒业、旅游业等)严重影响底栖动物多样性.建议采取退耕还林、维持水文的自然节律、管控采矿业和酿酒业、优化防治外来入侵种等一系列对策,建立有效的预测和风险评估机制.

底栖动物是对水生态系统退化和生境条件改变最为敏感的生物类群之一,同时也是开展梯级水坝水生态系统变化和演替研究的指示生物.本研究以国际生物多样性保护及水电梯级开发生态影响研究的热点地区澜沧江中下游为例,以澜沧江干流兴建的第一座水坝漫湾库区为研究区域,分别于2011和2016年开展底栖动物定点采样,并结合其蓄水前(自然河段,1996年)和单级水坝蓄水初期(1997年)的历史调研数据,全面分析了梯级水坝运行前后漫湾库区底栖动物群落的结构、分布格局及演变趋势.结果表明:漫湾库区底栖动物群落的优势种组成逐渐由寡毛纲和昆虫纲种类演变为软体动物门类占绝对优势;沿库区生境的纵向梯度变化,底栖动物密度和生物量均表现为升高的趋势,而静水区增加更为显著;对底栖动物功能摄食群的分析表明,静水区由掠食者和收集者占优势演变为滤食者类占绝对优势;梯级水坝运行后,采用生物指数评价结果表明,2016年库区综合水质指标明显优于2011年.漫湾库区底栖动物群落的演变与上游梯级小湾水坝的调度运行及库区的水文状况和泥沙淤积情况密切相关,并随着梯级水坝的运行处于动态变化之中.

为了解长江上游青衣江一级支流周公河的鱼类资源现状,于2015年4月-2016年2月对周公河18个采样点进行了5次调查,共采集鱼类4 924尾,隶属于3目8科27属34种.其中,鲤形目Cypriniformes 20属24种,鲇形目Siluriformes 6属8种,鲈形目Perciformes 1属2种;鲤形目中鲤科Cyprinidae鱼类最多,共15种,占总种数的44.12％.四川省重点保护鱼类有重口裂腹鱼Schizothorax (Racoma) davidi1种,长江上游特有鱼类9种,列入《中国脊椎动物红色名录》的鱼类有重口裂腹鱼(濒危EN)、齐口裂腹鱼S.(S.)prenanti(易危VU)和白缘(鉠)Liobagrus marginatus(易危VU).周公河现有分布的鱼类以小型种类为主,钝吻棒花鱼Abbottina obtusirostris和宽鳍鱲Zacco platypus为优势种.梯级水电开发可能对周公河鱼类资源造成了不利影响.

河流物理生境是维持河流生物多样性及生态功能的关键因素.生境质量的好坏能反应河流健康的程度.以我国西南地区的五布河和藻渡河为例,采用河流生境调查方法(RHS)和树状水系连通性指数(DCI)定量评估水电梯级开发和水坝建设对河流物理生境质量和河流纵向连通性的影响.结果 表明,水电梯级开发后,五布河干流未受水坝明显影响河段、库区河段、减水河段分别为20.48、43.34、18.09 km,占总长度的25.0％、52.9％、22.1％.藻渡河干流河口至双河口段未受水坝明显影响河段、库区河段、减水河段分别为58.61、8.28、18.99 km,占总长度的68.2％、9.6％、占22.1％.水电梯级开发后,五布河干流河流片段由26个增至29个,藻渡河干流河流片段由2个增至5个.两条河流纵向连通性分别降低了7.8％和38.0％.五布河坝下减水河段生境质量降低14.1％,库区河段生境质量变化不明显.藻渡河减水河段生境质量与近自然河段无显著差异;两座坝后式电站库区河段生境质量明显低于近自然河段.水电梯级开发对两条河流物理生境的影响与水坝位置选择、建坝前的自然阻隔数量与分布、河流地貌特征、水电资源开发方式等密切相关.

梯级水库修建后自然河流形成了河相段和湖相段,而河流生境的改变对鱼类种群空间分布和生态类型变化产生了重要影响.为探究金沙江梯级水电开发对鱼类资源的影响,结合2018年5月渔获物和文献记载水库修建前后的渔获物数据,分析了鱼类群落组成及变化,优势物种及群落多样性特点,以及鱼类在河相、湖相段生态类型的变化.结果 表明,梯级水库建设后溪洛渡至向家坝鱼类的种类数减少,随着水库的运行该减少趋势放缓,而大型鱼的种类数占比呈增长趋势.受生境变化的影响,鱼类优势物种发生变化,水库河相段和湖相段生态类型差异较大.生态类型组成上以缓流型、生活于水流中下层、产卵初始水温高于18℃等生态类型占优.研究表明,高坝大库的运行会造成鱼类种群以生态需求为目标,形成明显的空间分布和群落结构特征,而梯级水库建设导致的水动力条件差异是鱼类群落生态类型差异的内在驱动力.

温度分层期峡谷型水库不同界面上氮的动态转化过程对准确评价水体N2O产生机理和释放通量具有重要的影响.通过采集乌江中上游梯级开发的洪家渡水库、东风水库和乌江渡水库的温度分层期水体样品,分析了氮形态和N2O的含量.结果 发现,洪家渡水库、东风水库和乌江渡水库剖面水体N2O含量分别为14.3 ～64.4、16.5～35.7与17.0～70.8nmol·L-1,均表现为大气N2O的释放源.东风水库全剖面和乌江渡水库均温层以上(0～58 m)的△N2O与表观氧利用(AOU)之间具有显著相关关系,说明其N2O的产生主要受控于硝化作用.乌江渡水库和洪家渡水库均温层的DO、NO3--N和N2O剖面变化规律表明,乌江渡水库均温层主要为利用原位NO3-进行的反硝化作用,而洪家渡水库均温层反硝化作用则主要利用上层水体传输的NO3-.洪家渡、东风和乌江渡水库的水-气界面N2O释放通量分别为0.4、0.5与0.4 μmol·m-2·h-1,均显著高于10年前同期的释放水平,说明随着水库库龄增大和水库自身蓄水调节方式的改变,水库N2O释放潜能有逐渐增大的趋势.洪家渡、东风和乌江渡水库在7月份以下泄水方式释放的N2O量分别为0.19×104、1.6×104与6.7× 104 mol,在梯级开发的河流-水库体系中,下泄水体排放的N2O量受水库间的联合调度和蓄水调节方式的影响.

澜沧江水能资源丰富,水电梯级开发盛行.研究结合历史数据搜集和现状调查,通过对比分析,揭示了水电梯级开发进程对澜沧江干流鱼类群落影响及其机制.结果表明,梯级水电站建设进程中,澜沧江渔业产量逐步增加,与水电装机容量呈极显著正相关关系(r= 0.936,P ＜ 0.01),截至目前,已增长了约8倍,达到53930 t;鱼类多样性在水电开发初期因土著鱼类的消失而明显下降,但随着外来鱼类进入鱼类多样性水平出现回升.鱼类多样性指数DG-F在梯级开发之前(＜ 1990)、之后(2008-2013)与当前(2018-2019)分别为0.67、0.47和0.67.在水电梯级开发进程中,鱼类生境类型由急流型为主逐渐演变为了以缓流型为主,产卵类型由以产沉性卵为主逐渐演变为了以产粘性卵为主,植食性、滤食性营养类型鱼类占比逐渐增加.水电站建设后,河流流速变缓、营养物质沉降富集为浮游植物生长繁殖提供了适宜的静水条件和丰富的物质基础,促进了鱼类生物量增加.生态环境变化协同外来鱼类胁迫导致鱼类生态类型发生变异.本研究初步为水电梯级开发生态环境效应评估和鱼类多样性保护提供了理论基础.