基于鱼类生境评价的水电开发对河流生态健康影响研究

Hydropower development is the most significant factor influencing riverine ecosystem. To quantitative determine the impact of hydropower development is important to protect riverine ecosystem. The state of health can be effectively determined by studying fish habitat because fish is a top community in aquatic ecosystem. Extensive studies have been done with the topic of impacts of reservoir operation on fish habitat, while evaluation of health condition of riverine ecosystem based on fish habitat is still lacking. Fish behavioral ecology, macroscopic and microscopic habitat models, and evaluation system of health condition of riverine ecosystem will be used in this study. The objectives of the study are to reveal the response of target fish at different growth stages to key environmental factors, and then develop a method to simulate the impacts of hydropower development on macroscopic and microscopic habitat of fish; to develop an evaluation system of health condition of riverine ecosystem based on the principles of hydrology and ecology; and finally to propose a new evaluation method of the health of riverine ecosystem.

水电开发对河流生态系统健康的影响是河流开发和保护亟待研究的课题。鱼类是河流生态系统中的顶级群落，研究鱼类生境可以有效反映河流整体的健康状况。国内外围绕水库运行对鱼类生境的影响做了大量研究，但结合鱼类宏观生境和微观生境研究水电开发对河流生态系统健康的影响还比较缺乏。本研究拟通过：（1）鱼类行为生态学研究；（2）鱼类宏观生境和微生境模型研究；（3）河流生态系统健康分析方法三个方面建立水电开发对河流宏观生境和目标鱼类微生境影响的模拟方法；基于水文学和生态学原理，完善河流生态系统健康评价方法。

本项目以鱼类的生境评价为基础，研究了水电开发对河流生态系统健康的影响，主要内容包括：通过野外调查和遥感影像分析，从流域尺度从河道的蜿蜒性、连通性、断面形状的多样性、宽深比等方面，运用GIS空间分析功能并采用景观生态指标进行河流生境多样性分析；通过实地调查和走访，对河流内的鱼类种群、底栖动物、岸边植被进行调查并进行生物多样性分析；通过野外调查和室内实验建立了目标鱼类对水环境因子的响应关系，从而建立了基于模糊综合评价方法的鱼类栖息地模型，并引入景观生态学指标分析鱼类栖息地的适应性，从而进行鱼类生境质量评价；结合鱼类微观生境-宏观生境评价的结果，构建了水电开发下的河流生态系统健康评价指标体系，以雅砻江下游梯级开发河段为例进行评价，结果表明水电开发前后，下游河段的生态系统等级由健康退化为亚健康。另外，本研究在河流健康评价的基础上，对河流生态修复进行了部分研究：针对三峡水库蓄水后,支流香溪河夏季水体富营养化严重，对水华变化趋势进行了预测研究；通过建立鱼道物理模型开展了鱼道内水力特性实验研究，结合数值模拟和放鱼实验，对鱼道的结构型式进行了优化。本研究成果可为水电开发下的河流保护及生态修复提供参考。 .通过本项目研究，培养了7名硕士研究生，发表了相关论文6篇，其中SCI 期刊论文1篇，中文核心期刊5篇，授权国家专利9项，获教育部科技进步二等奖1项。