河流拆坝对鱼类多样性的影响机制研究

Due to large-scale construction of cascade dams, the connectivity of river ecosystems was substantially destroyed, and issues of river habitat fragmentation becoming more and more outstanding. Consequently, the diversity and sustainability of fish resource are seriously threatened. Recently, dam removal in tributaries to protect fish of rivers with cascade dams in their main stream is a new exploration of eco-environmental protection strategies. However, case studies in regard to assess the ecological effects of dam removal on fish communities are extremely scarce and imperative with certainty. By choosing Jidu River—a tributary of the upper reaches of Lancang River which is the first case of removing its dam to protect native fish in China— as our research area, the objectives of our project are: 1. Assess the effects of dam removal on fish by comparing the monitoring results of fish community dynamics before and after the removing of dam; 2. Using data of structure, spatial and temporal distribution patterns of fish communities from Jidu River(without dam) and Fengdian River(with dam), and data of environment to establish an eigen matrix of fish spatial and temporal distribution and environmental factors of their habitats; 3. Explore the impact pathway and mechanism of dam removal on fish communities. All in all, this study will provide scientific bases for fish diversity maintenance of Lancang River and other rivers under a background of cascade hydropower development of China.

河流梯级水电开发阻隔河流生态系统连通性，导致鱼类生境片断化，威胁鱼类多样性维持。在干、支流全面开发的流域，支流拆坝是一种最直接、也可能是最有效的修复鱼类栖息地和保护鱼类资源的措施。国际上拆坝对鱼类影响的研究集中在拆坝后栖息地环境和鱼类种类变化的研究，而对拆坝的鱼类多样性影响机制的研究较少；且大部分研究在欧洲和北美地区展开，我国的研究缺乏，制约了这一鱼类保护策略在我国的有效应用。为此，本项目选择我国第一个为保护土著鱼类而拆坝的澜沧江支流基独河为研究区，以建有水坝的丰甸河为对照区，在长期的野外采样监测基础上，比较鱼类多样性在多重时空尺度上的变化，确认并量化拆坝对鱼类多样性的影响；通过鱼类多样性变化与水域生态环境演变之间的多元统计分析，解析拆坝对鱼类多样性变化的主要驱动因子和影响机制。研究结果将为澜沧江流域乃至其它受水电开发影响流域的生态修复与鱼类多样性保护提供科学依据。

河流梯级水电开发导致河流生境片断化，阻隔河流生态系统的连通性，威胁鱼类多样性维持。在干、支流全面开发的流域，支流拆坝是一种最为有效的鱼类栖息地修复和资源保护策略。国际上关于拆坝对鱼类栖息地修复和保护效果研究集中在拆坝后河流水文过程和鱼类种类变化的研究，对鱼类多样性变化的影响机制研究较少；且大部分研究在欧洲和北美地区展开，我国的研究缺乏。为此，本项目选择我国第一个以保护土著鱼类而拆坝的澜沧江支流基独河为研究区，以建有水坝的丰甸河为对照区，通过长期的野外采样监测，在对鱼类多样性多重时空尺度对比分析的基础上，研究拆坝对鱼类多样性的影响，解析拆坝对鱼类多样性变化的主要驱动因子。持续数年的研究表明，基独河在拆坝后，其下游平均水温为14.9 ̊C，而建有水坝的丰甸河下游水温为12.1 ̊C 。河流水深方面，基独河水深较丰甸河深27cm左右，更为重要的是，基独河常年水深较为稳定，大起大落现象较少，而丰甸河由于水坝扰动，通常会出现断流的现象。两条河流之间其它水体理化因子的差别不大。拆坝后，基独河下游底栖动物的生物量和种类数量显著增加，但河流上游底栖动物生物量和群落结构变化不大。基独河河口到以上10km范围内的河段内，各样点鱼类种类数、生物量和密度在拆坝一年内急剧增加，随后几年中维持着一个稳定的水平。但是，在基独河的上游（河口10km以上河段）和丰甸河各样点鱼类种类数量维持稳定。拆坝后的鱼类群落组成由杂食性鱼类为主逐渐转变为杂食性、食虫性、食肉性等鱼类组成为主。总的来说，基独河拆坝显著提高了水温，并使得河流水深波动范围变小，底栖动物，浮游动物等鱼类饵料生物得到恢复，从而驱动了基独河鱼类多样性和生物量的恢复。该研究是第一个报道我国乃至东亚地区河流拆坝对鱼类群落影响的研究案例，研究结果将为澜沧江流域乃至东亚地区河流鱼类栖息地修复策略的制定提供参考案例和决策依据，为受水电开发影响的相关流域生态修复与鱼类多样性保护提供科学依据。