何術(shù)鋒,唐 磊,王 駿,朱晨曦,李 婷,莫康樂(lè),陳求穩(wěn)

南京水利科學(xué)研究院, 南京 210029

大壩建設(shè)所造成的物理屏障將河流流水生境轉(zhuǎn)化為靜水生境,改變了水流溫度和水文情勢(shì),導(dǎo)致水生生物群落變化[1- 4],影響了全球一半以上的河流生態(tài)系統(tǒng)。截至2013年,我國(guó)已建成9.8萬(wàn)座水庫(kù),其中小型水庫(kù)占總數(shù)的95.2%[5]。雖然高壩大庫(kù)建設(shè)產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題引起了各方關(guān)注,但數(shù)量龐大、分布面廣的小型水壩對(duì)流域整體生態(tài)環(huán)境造成的影響更為廣泛。隨著小型水壩服役時(shí)間的增長(zhǎng),病險(xiǎn)老化、功能喪失以及經(jīng)濟(jì)效益衰退等問(wèn)題日益突出[6]。此外,支流上的水壩拆除被認(rèn)為是對(duì)大型水電開(kāi)發(fā)帶來(lái)的負(fù)面環(huán)境影響的一種補(bǔ)償措施。歐美國(guó)家已經(jīng)實(shí)施了水壩拆除和研究,在生態(tài)學(xué)方面,且主要針對(duì)拆壩對(duì)產(chǎn)卵時(shí)期的江海洄游和溯河洄游魚(yú)類影響展開(kāi)了一系列的探索和討論。但是,亞洲魚(yú)類群落以鯉形目為主[7- 10],且主要為半洄游性魚(yú)類,魚(yú)類群落和洄游特點(diǎn)的差異會(huì)導(dǎo)致不同魚(yú)類對(duì)水壩拆除的不同響應(yīng)。因此,歐美國(guó)家常見(jiàn)拆壩策略在亞洲河流中應(yīng)用的適用性,有待進(jìn)行更深入的討論[11]。

黑水河為金沙江左岸一級(jí)支流,自葫蘆口鎮(zhèn)匯入金沙江干流,其上建有四級(jí)電站,從上游到下游依次為蘇家灣電站、公德房電站、松新電站及老木河電站。老木河水壩是黑水河干流上的第四級(jí)水壩,為典型的小型溢流壩[12],它截?cái)嗔撕谒酉掠魏恿鞯倪B通性,對(duì)魚(yú)類遷徙洄游造成了影響,導(dǎo)致魚(yú)類種群的分離和遺傳多樣性的下降[13- 15]。為修復(fù)黑水河下游生態(tài)環(huán)境,并發(fā)揮其作為金沙江下游白鶴灘庫(kù)區(qū)干流魚(yú)類的重要替代生境的作用[16],2018年12月,三峽公司對(duì)老木河水壩進(jìn)行了報(bào)廢拆除。本文基于老木河水電站拆除前后的魚(yú)類資源調(diào)查,探明了小型水壩拆除對(duì)魚(yú)類群落結(jié)構(gòu)組成及空間分布的影響,為我國(guó)西南山區(qū)河流小型水壩拆除后的魚(yú)類恢復(fù)提供了寶貴的參考意見(jiàn)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

黑水河發(fā)源于涼山彝族自治州昭覺(jué)縣瑪果梁子,自北向南流經(jīng)昭覺(jué)、普格、寧南3縣,于寧南縣東南部葫蘆口鎮(zhèn)注入金沙江干流,屬金沙江下游白鶴灘水電站庫(kù)區(qū)左岸一級(jí)支流(圖1)。黑水河全長(zhǎng)173.3 km,流域面積3591 km2,上下游河道天然落差1931 m,平均比降1.12%,屬典型山區(qū)型河流,河道狹窄,河谷深切,大部分河段斷面呈“V”字型,河床底質(zhì)以大顆粒的卵石、礫石為主,局部河段存在巨石。流域徑流主要由降雨形成,其次少量融雪,化冰補(bǔ)給。黑水河多年平均流量為68.31 m3/s,年平均輸沙率為142.01 kg/s,多年平均年輸沙量為448.56萬(wàn)t。黑水河水能資源充沛,其干流目前共有4座主要電站正在運(yùn)行使用,從上游至下游依次為蘇家灣電站、公德房電站、松新電站及老木河電站,4座小型電站均為引水式電站,因此,在電站運(yùn)行期間極易造成減水河段和河道斷流現(xiàn)象,松新電站及老木河電站減水河段分別長(zhǎng)7.2 km和3.2 km[17]。老木河水電站建于1988年,采用“克-奧Ⅰ型”實(shí)用堰壩型設(shè)計(jì),壩高7.8 m,壩頂中心線長(zhǎng)度56 m,壩址處多年平均流量67 m3/s,多年平均懸移質(zhì)含沙量2.12 kg/m3,電站廠房位于河道右岸,采用引水式發(fā)電,電站裝機(jī)容量5.2 MW。

圖1 采樣點(diǎn)位分布圖Fig.1 Schematic Diagram of the Sampling sites DistributionS1—S10表示漁獲物采樣點(diǎn)

本文采用控制前后影響設(shè)計(jì)(BACI)[18]研究比較了小水壩拆除受影響河段和自然河段的魚(yú)類群落組成和分布變化。根據(jù)黑水河上下游地理地貌、生態(tài)水文特征,并充分考慮河口、壩址、減水河段等不同生境類型,調(diào)查了從松新壩下至黑水河河口60.4 km河段共計(jì)10個(gè)點(diǎn)位(S1—S10)的漁獲物,以分析老木河水壩拆除后魚(yú)類群落結(jié)構(gòu)的變化和空間分布情況。S1—S4位于黑水河河口至上游21.4 km的自由河段,作為下游對(duì)照點(diǎn)位；S5—S7 位于老木河水壩下游21.6 km的受干擾河段,以研究拆壩后下游受干擾河段的魚(yú)類變化；S8和S9是位于壩址上游受干擾河段的兩個(gè)點(diǎn)位,用來(lái)研究拆壩后上游受干擾河段的魚(yú)類變化；最后一個(gè)點(diǎn)位S10位于松新電站下游2.8 km的減水河段,既可以作為老木河壩址上游魚(yú)類變化的對(duì)照點(diǎn),又可以作為老木河壩址下游減水段魚(yú)類變化的對(duì)照點(diǎn)(圖1)。

1.2 魚(yú)類調(diào)查

在取得有關(guān)漁政部門批準(zhǔn)后,分別于2018年6月和2019年6月在松新壩下至黑水河河口60.4 km區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行魚(yú)類資源調(diào)查。采樣方法參照《內(nèi)陸漁業(yè)自然資源調(diào)查手冊(cè)》[19],聘請(qǐng)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)豐富的漁民采用電捕法采集魚(yú)類樣本,為了降低單次采樣帶來(lái)的隨機(jī)性和不確定性,每個(gè)點(diǎn)位重復(fù)采樣3次,取樣長(zhǎng)度在300—400 m,每次采樣的時(shí)間控制在60—80 min之間。采樣完成后,對(duì)采集到的漁獲物逐尾進(jìn)行體長(zhǎng)與體重等生物學(xué)信息的測(cè)量,并依據(jù)《四川魚(yú)類志》和《云南魚(yú)類志》[20-21]等書(shū)籍鑒定種類；所有魚(yú)類在取樣后都置于水盆中,并在識(shí)別和測(cè)量后放回河中。

1.3 數(shù)據(jù)分析

本文采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)、Margalef豐富度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)種及單位捕撈努力量的漁獲量等方法分析黑水河下游魚(yú)類群落結(jié)構(gòu)特征,并采用相似性分析魚(yú)類群落結(jié)構(gòu)變化。

(1)生物多樣性與優(yōu)勢(shì)種

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′):

H′=-∑pilnpi；

Pielou均勻度指數(shù)(J):

J=H′/lnS；

Margalef豐富度指數(shù)(D):

D=(S-1)/lnN；

優(yōu)勢(shì)種:相對(duì)重要性指數(shù)(Index of Relative Importance,IRI)綜合了個(gè)體數(shù)、生物量和出現(xiàn)頻率3個(gè)因素,避免了因魚(yú)類個(gè)體大小的差異性造成的單純依據(jù)個(gè)體數(shù)或者生物量判別優(yōu)勢(shì)種的誤差,因此本文選擇相對(duì)重要性指數(shù)(IRI)對(duì)群落優(yōu)勢(shì)種進(jìn)行區(qū)分

IRI=(A+B)×F
IRI%=(IRI/∑IRI)×100%

式中,Pi為群落中第i種的個(gè)體數(shù)占所有物種總個(gè)體數(shù)的比例；S為所有采集點(diǎn)的種類總數(shù)；N為采集點(diǎn)的生物個(gè)體總數(shù)；A為漁獲物中各種類數(shù)量分?jǐn)?shù)；B為漁獲物中各種類生物量分?jǐn)?shù)；F為各種類在所有采樣次數(shù)中出現(xiàn)的頻率。本研究設(shè)定采樣時(shí)間段魚(yú)類群落中IRI%大于5%的魚(yú)類作為優(yōu)勢(shì)種。

(2)單位捕撈努力量漁獲量(Catch and Mass per unit effort)

采用下列公式分別計(jì)算2018年6月和2019年6月各采樣點(diǎn)位的CPUE和MPUE:

CPUEi=Ni/hi

MPUEi=Wi/Li

式中,CPUEi和MPUEi分別為第i個(gè)樣點(diǎn)每小時(shí)采集到的魚(yú)類尾數(shù)(個(gè)/h)和魚(yú)類重量(g/m)；Ni和Wi分別表示樣點(diǎn)所采集到的魚(yú)類尾數(shù)和魚(yú)類重量；hi和Li分別表示采樣點(diǎn)采樣時(shí)間(h)和采樣距離(m)。

(3)相似性分析

運(yùn)用PRIMER 6.0軟件,分析魚(yú)類群落結(jié)構(gòu)的空間變化動(dòng)態(tài)。為提高數(shù)據(jù)的正態(tài)性和方差齊性,將魚(yú)類的相對(duì)重要性指數(shù)占比數(shù)據(jù)進(jìn)行(logX+1)轉(zhuǎn)化[22]。首先,根據(jù) Bray-Curtis相似性系數(shù),構(gòu)建魚(yú)類群落的相似性矩陣；其次,運(yùn)用單因素交叉的相似性分析,檢驗(yàn)空間因素(即樣點(diǎn)類型)對(duì)魚(yú)類群落結(jié)構(gòu)的影響(以R值表示)[23]；最后,運(yùn)用非參數(shù)多變量排序(NMDS)方法,構(gòu)建魚(yú)類群落結(jié)構(gòu)的二維雙標(biāo)圖,NMDS分析結(jié)果的優(yōu)劣采用脅強(qiáng)系數(shù)衡量[23]。

(4)生態(tài)類型劃分

參考《四川魚(yú)類志》、《云南魚(yú)類志》[20-21]以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果基于不同種類食性、水流偏好和產(chǎn)卵類型的差異,對(duì)所有采集到的魚(yú)類種類的生態(tài)類型進(jìn)行劃分。

2 結(jié)果與分析

2.1 魚(yú)類群落結(jié)構(gòu)組成及生態(tài)類型變化

2018年6月(拆壩前)在調(diào)查區(qū)域內(nèi)共采集到漁獲物6.78 kg,1111尾,共鑒定出17種魚(yú),隸屬于2目7科13屬；2019年6月(拆壩后)在調(diào)查區(qū)域中共采集到漁獲物12.13 kg,1409尾,共鑒定出21種魚(yú),隸屬于2目7科16屬。雖然拆壩后捕獲的魚(yú)類數(shù)只比拆壩前多了292尾,但種類數(shù)新增了5種,并且漁獲量是拆壩前的兩倍。拆壩后鯉科魚(yú)類比例仍為最高,但增加了兩種共有6屬8種,占總種類數(shù)的38.10%；鰍科次之,共有3屬6種,占比28.57%；其次是鮡科,共3屬3種,占比14.29%；最少的是平鰭鰍科、鲇科、鲿科以及鈍頭鮠科,均僅有1屬1種,各占4.76%。漁獲物中,長(zhǎng)江上游特有物種從拆壩前的7種增加到拆壩后的9種,占比從41.18%上升到42.86%。從拆壩前后兩次的漁獲物對(duì)比中可以看出,拆壩后的魚(yú)類平均體重在上升(表1)。

表1 老木河水壩拆除前后黑水河下游漁獲物

拆壩后雜食性魚(yú)類增加到18種,肉食性魚(yú)類增加到3種；喜急流性魚(yú)增加到11種,喜緩流性魚(yú)類增加到5種；產(chǎn)微粘沉性卵的魚(yú)增加到13種,產(chǎn)粘性卵增加到6種,產(chǎn)漂流性卵魚(yú)減少到2種(表2)。

表2 黑水河下游魚(yú)類的種類組成及其生態(tài)類型

老木河水壩拆除后,黑水河下游魚(yú)類的結(jié)構(gòu)組成在部分河段發(fā)生了明顯的變化。從指標(biāo)變化來(lái)看,Shannon-Wiener多樣性指數(shù)除了在S1和S10點(diǎn)位下降外其余各點(diǎn)位均呈上升趨勢(shì),變化范圍為-16%—129%,其中變化最明顯的是S2、S5、S6和S8；Margalef豐富度指數(shù)在所有點(diǎn)位均呈上升趨勢(shì),變化范圍為10%—325%,其中S5—S9變化最為明顯；Pielou均勻度指數(shù)在S2—S4和S8點(diǎn)位有所上升,在其他點(diǎn)位明顯下降,變化范圍為-64%—38%(圖2)。從整體來(lái)看,老木河壩址下游點(diǎn)位S5—S7和壩址上游蓄水區(qū)S8—S9魚(yú)類群落均發(fā)生了明顯的變化,生物多樣性和生物量在增加,而魚(yú)類分布的均勻度在減小。

圖2 拆壩前后采樣點(diǎn)位生物多樣性變化 Fig.2 Changes in biodiversity at sampling sites before and after dam removal負(fù)值表示拆壩后下降,正值表示拆壩后上升,水流方向從右到左

2.2 魚(yú)類群落生物量以及局部?jī)?yōu)勢(shì)種變化

根據(jù)拆壩前后每個(gè)點(diǎn)位捕撈的漁獲量計(jì)算得到單位捕撈努力量漁獲量CPUE和MPUE,分析拆壩前后漁獲量的空間分布特征。從空間分布來(lái)看,拆壩后靠近河口的自然河段(S1—S4)的單位捕撈努力量漁獲量均下降,而老木河壩址下游受干擾河段(S5—S7)、原蓄水河段(S8—S9)以及松新壩下減水河段(S10)均上升(圖3)。

圖3 拆壩前后采樣點(diǎn)位單位捕撈努力量的漁獲量 Fig.3 Catch per unit effort at sampling points before and after dam removal

選取拆壩前后相對(duì)重要性指數(shù)百分比大于5%的魚(yú)類,分析拆壩前后采樣點(diǎn)位的主要優(yōu)勢(shì)物種的轉(zhuǎn)變。拆壩后,S1—S4主要的優(yōu)勢(shì)物種還是裂腹魚(yú)、短體副鰍和紅尾副鰍,但裂腹魚(yú)的比重總體在上升,S5—S7主要的優(yōu)勢(shì)物種由原來(lái)的戴氏南鰍與紅尾副鰍轉(zhuǎn)變?yōu)榱迅刽~(yú)與紅尾副鰍,S8—S9主要的優(yōu)勢(shì)物種是戴氏南鰍和紅尾副鰍,S10主要的優(yōu)勢(shì)物種是裂腹魚(yú)與戴氏南鰍(圖4)。

圖4 拆壩前后采樣點(diǎn)位優(yōu)勢(shì)物種生物量占比Fig.4 Percentage of dominant species biomass before and after dam removal

2.3 魚(yú)類群落相似性及移殖分析

利用采樣點(diǎn)位的相對(duì)重要性指數(shù)百分比數(shù)據(jù)進(jìn)行了相似性分析,不同采樣點(diǎn)位的排序結(jié)果如圖5所示,其協(xié)強(qiáng)系數(shù)為0.09,表明結(jié)果可信[22]。從圖4可知,在相似性水平63.82% 時(shí)可以將采樣點(diǎn)位的漁獲物分為2組,其中BS1—BS4和AS1—AS5為一組,BS5—BS10和AS6—AS10為另一組,同一組的點(diǎn)位聚集在一起,表明這幾個(gè)采樣點(diǎn)位漁獲物的相似度彼此較高,組與組之間的點(diǎn)位越靠近相似度越高,因此可以看出拆壩后S5—S10點(diǎn)位和S1—S4點(diǎn)位間的相似度增大了(圖5)。

圖5 拆壩前后黑水河下游魚(yú)類的MDS圖Fig.5 NMDS of fish in the the Heishui River lower reaches before and after dam removalBG: 銅魚(yú);SP: 齊口裂腹魚(yú);SW: 短須裂腹魚(yú);SG: 昆明裂腹魚(yú);GP: 墨頭魚(yú);ZP: 寬鰭鱲;PPA: 麥穗魚(yú);AO: 頓吻棒花魚(yú);TA: 前鰭高原鰍;TB: 貝氏高原鰍;PV: 紅尾副鰍;PPO: 短體副鰍;SD: 戴氏南鰍;SF: 橫紋南鰍;JS: 中華金沙鰍;LF: 犁頭鰍;SM: 南方大口鯰;PF: 黃顙魚(yú);GS: 中華紋胸鮡;GF: 福建紋胸鮡;EK: 黃石爬鮡;LM： 白緣鰑

單因素交叉檢驗(yàn)顯示兩組漁獲物在統(tǒng)計(jì)學(xué)上存在差異顯著(R=0.894,P=0.1%<0.05)。Pearson相關(guān)性分析結(jié)果顯示,不同種類的相對(duì)豐度與不同聚類之間的相關(guān)性存在差異,其中裂腹魚(yú)(SP、SW和SG)、中華紋胸鮡(GS)、中華金沙鰍(JS)和白緣鰑(LM)等指向組1,表明這些種類在組1中的相對(duì)豐度大于在組2中的相對(duì)豐度；與此類似,紅尾副鰍(PV)、戴氏南鰍(SD)和墨頭魚(yú)(GP)等指向組2,表明這些種類在組2中的相對(duì)豐度大于在組1中的相對(duì)豐度(圖5)。

老木河水電站拆除后,黑水河下游魚(yú)類空間分布發(fā)生了明顯的變化。由表3可以看出,S1—S4和S10采樣點(diǎn)位拆壩后的魚(yú)獲物種類差異不大,但S5—S9采樣點(diǎn)位的漁獲物種類改變很大,并且物種數(shù)都已成倍增加。其中,中華金沙鰍出現(xiàn)在S5—S9的所有點(diǎn)位中,中華紋胸鮡和寬鰭鱲在其中的4個(gè)點(diǎn)位中被捕獲到,前鰭高原鰍和鈍吻棒花魚(yú)在其中的2個(gè)點(diǎn)位中出現(xiàn),黃石爬鮡、白緣鰑、短體副鰍、貝氏高原鰍和麥穗魚(yú)均被捕獲到1次,而拆壩前上述10種魚(yú)均未出現(xiàn)在S5—S10點(diǎn)位的漁獲物中。結(jié)果表明,下游S1—S4點(diǎn)位的魚(yú)已經(jīng)在拆壩后移殖到原壩址附近,且部分魚(yú)類物種豐度較高,表明發(fā)生了定殖。

表3 拆壩前后采樣點(diǎn)位的漁獲物種數(shù)

3 討論

3.1 拆壩對(duì)魚(yú)類群落組成和結(jié)構(gòu)的影響

老木河水電站拆除半年后,黑水河下游魚(yú)類豐度發(fā)生了明顯的增加,并且點(diǎn)位之間的魚(yú)類群落結(jié)構(gòu)變化有著同質(zhì)化的趨勢(shì)。拆壩后采集到的漁獲物相比于拆壩前尾數(shù)增加292尾,種類數(shù)增加4種,并且總重量是拆壩前的2倍,根據(jù)漁獲物重量百分比(表1)可以看出拆壩前主要的優(yōu)勢(shì)物種是紅尾副鰍、短體副鰍、齊口裂腹魚(yú)和前鰭高原鰍,而拆壩后主要的優(yōu)勢(shì)物種變成了紅尾副鰍、齊口裂腹魚(yú)和短須裂腹魚(yú),這不僅體現(xiàn)了河流連通帶來(lái)的變化,更說(shuō)明水壩拆除后,在半年內(nèi)發(fā)生了快速的地貌變化和棲息地變化,因?yàn)轸~(yú)類組合的恢復(fù)速度取決于棲息地的恢復(fù)速度[11],在本研究中,老木河水電站拆除前,庫(kù)區(qū)存在大量泥沙淤積,最大淤積厚度達(dá)2.85 m,整體淤積呈現(xiàn)“三角洲形態(tài)”分布,且受大壩阻隔影響,壩址下游出現(xiàn)3.2 km的減水河段,拆壩后短期內(nèi),庫(kù)區(qū)大量蓄水及泥沙下泄,水位逐漸下降、水面面積大幅縮減,并恢復(fù)河流自然徑流狀態(tài),庫(kù)區(qū)泥沙侵蝕主要分為上游水力侵蝕及壩址處溯源侵蝕兩個(gè)方向,最大侵蝕厚度達(dá)2.1 m,壩下河段出現(xiàn)明顯的泥沙淤積現(xiàn)象,壩址附近如此顯著的泥沙輸移勢(shì)必會(huì)影響魚(yú)類的組成結(jié)構(gòu)。盡管黑水河的魚(yú)類種類較少,但是長(zhǎng)江上游特有魚(yú)類在其中占有較大的比例,拆壩前長(zhǎng)江上游特有物種有齊口裂腹魚(yú)、短須裂腹魚(yú)、昆明裂腹魚(yú)、前鰭高原鰍、戴氏南鰍、短體副鰍和中華金沙鰍7種,拆壩后增加了鈍吻棒花魚(yú)和黃石爬鮡兩種魚(yú)(表1),根據(jù)楊志等[24]調(diào)查,黑水河下游分布的長(zhǎng)江上游特有魚(yú)類共有13種,其中長(zhǎng)薄鰍、張氏鱐、短身金沙鰍和西昌華吸鰍在本次調(diào)查中沒(méi)有發(fā)現(xiàn),但隨著拆壩后河流泥沙脈沖不斷的沖擊地貌,會(huì)創(chuàng)造出更多適宜的魚(yú)類生境[25],擴(kuò)大特有魚(yú)類的棲息地范圍。從生態(tài)類型上來(lái)看,黑水河下游的魚(yú)類主要以攝食著生藻類和底棲動(dòng)物、喜急流和產(chǎn)微粘性卵的魚(yú)類為主,因?yàn)楹谒酉掠螢榈湫偷纳降睾恿?絕大多數(shù)河道水流湍急、水深較淺、礫石和卵石密布、著生藻類較為豐富而浮游動(dòng)植物缺乏,有利于喜流水生境、攝食著生藻類魚(yú)類的棲息覓食以及在礫石間產(chǎn)沉性卵魚(yú)類的產(chǎn)卵活動(dòng),拆壩后,這三種生態(tài)類型的魚(yú)類均有所增加,表明河流連通后,恢復(fù)了河流能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的傳輸,食物和底棲動(dòng)物的變化推動(dòng)了魚(yú)類群落組成的變化[26]。另外,大壩拆除后會(huì)導(dǎo)致各點(diǎn)位魚(yú)類群落組成相似性的增加,表現(xiàn)出同質(zhì)化的趨勢(shì)[27-28],在本研究中壩址上下游點(diǎn)位的同質(zhì)化是朝著靠近河口河段魚(yú)類組成結(jié)構(gòu)方向變化的,這是由于拆壩后河流連通性恢復(fù)河口段魚(yú)類上溯導(dǎo)致的(圖5)。拆壩后魚(yú)類響應(yīng)機(jī)制不明確的原因在于水壩拆除后魚(yú)類的組成結(jié)構(gòu)受河道形態(tài)、水文特征、泥沙淤積侵蝕和源種群等多方面因素影響[13],所以盡管歐洲和北美已經(jīng)進(jìn)行了許多有關(guān)拆除大壩的生態(tài)研究[29],卻不適用于以鯉科為主的亞洲河流,而本研究表明以鯉科為主的魚(yú)類在水壩拆除后可以在極短的時(shí)間內(nèi)開(kāi)始恢復(fù)。

3.2 拆壩對(duì)魚(yú)類群落空間分布的影響

老木河水壩拆除半年后,魚(yú)類發(fā)生了明顯的移殖現(xiàn)象,特別是壩址上游蓄水區(qū)(S8—S9)和下游河段(S5—S7)最為明顯。黑水河下游魚(yú)類群落在老木河水電站拆除后空間分布發(fā)生了快速而巨大的變化,壩址上游蓄水區(qū)和下游河段的Margalef豐富度指數(shù)和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)都發(fā)生了大幅度的增加,而靠近河口的自然河段(S1—S4)和松新壩下的減水河段(S10)變化并不明顯,這是因?yàn)槔夏竞铀畨尾鸪?蓄水區(qū)和減水段消失,河流恢復(fù)連通性,水溫、水深、流速和底質(zhì)得到改善,魚(yú)類食物來(lái)源豐富,這些棲息地特征的變化推動(dòng)了魚(yú)類群落空間分布的變化。分析拆壩前后每個(gè)點(diǎn)位的MPUE和CPUE可以看出(圖3),拆壩前,黑水河下游的單位捕撈努力量在靠近河口處很大,S1—S4的MPUE和CPUE分別在125 g/m和3 個(gè)/h左右,而其他點(diǎn)位的MPUE和CPUE分別在30 g/m和0.3 個(gè)/h左右,拆壩后,分布情況發(fā)生了相反的變化,S1—S4點(diǎn)位的MPUE和CPUE下降,S5—S9點(diǎn)位上升明顯,說(shuō)明拆壩前黑水河下游的魚(yú)類大多分布在靠近河口的S1—S4點(diǎn)位,對(duì)于與水壩相鄰的河段和遠(yuǎn)離水壩的河段之間的魚(yú)類經(jīng)常觀察到很大的群落差異[29-32],而拆壩后,魚(yú)類發(fā)生了上溯洄游重新定殖到壩址附近,這意味著在水壩拆除后生境發(fā)生變化,魚(yú)類不再受到水壩引起的擴(kuò)散限制,并且筑壩引起的局部物種消失也得到了恢復(fù)[4]。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)(表3),從靠近河口點(diǎn)位移殖到原壩址附近的魚(yú)類有中華金沙鰍、中華紋胸鮡、寬鰭鱲、前鰭高原鰍、鈍吻棒花魚(yú)、黃石爬鮡、白緣鰑、短體副鰍、貝氏高原鰍和麥穗魚(yú),其中中華金沙鰍和寬鰭鱲豐度較高,進(jìn)一步說(shuō)明這四種魚(yú)已經(jīng)在此處定殖,這證明了拆除水壩對(duì)恢復(fù)河流連通性和促進(jìn)基因流動(dòng)的重要性[33]。

3.3 拆壩對(duì)黑水河發(fā)揮支流生境替代作用的意義

白鶴灘水電站建成后,正常蓄水位達(dá)到825 m時(shí),黑水河河口至上游約35 km的河段均受白鶴灘庫(kù)區(qū)的回水頂托作用影響,水面面積加大,流速減緩,使得魚(yú)類生存的急流生境大幅減少,老木河水電站的拆除會(huì)大大增加黑水河下游自然河段的長(zhǎng)度,為魚(yú)類提供更多覓食產(chǎn)卵的棲息地。另外,因?yàn)楹谒郁~(yú)類群落為金沙江干流魚(yú)類群落的嵌套子集[24],所以黑水河下游江段魚(yú)類基本與附近金沙江干流江段一致。干流中的魚(yú)類在白鶴灘水電站蓄水后會(huì)進(jìn)入黑水河,此時(shí),就需要大量的適宜干流魚(yú)類群落生存的棲息地。老木河水電站的拆除不僅使得黑水河下游河流恢復(fù)連通,而且增加了魚(yú)類的餌料、創(chuàng)造出更多適合產(chǎn)卵的棲息地[34]。由于黑水河的魚(yú)類群落里大多是喜急流的魚(yú),白鶴灘蓄水后,預(yù)計(jì)水文站以下被淹沒(méi)的黑水河河段將不再有大量喜急流魚(yú)類生存,干流喜急流魚(yú)類和原來(lái)生存在靠近河口的喜急流魚(yú)類將大量上溯到原壩址附近,形成新的空間分布。綜上所述,拆壩對(duì)黑水河的支流生境替代作用有著重大的意義。

4 結(jié)論

本文對(duì)老木河水電站拆除前后對(duì)黑水河下游10個(gè)點(diǎn)位的魚(yú)類群落開(kāi)展了實(shí)地調(diào)查,通過(guò)對(duì)群落組成、生態(tài)類型、生物量以及相似性的分析,探究了拆壩引起的魚(yú)類群落結(jié)構(gòu)和空間分布的變化,得出如下結(jié)論:

(1)老木河水電站拆除半年后,黑水河下游的魚(yú)類群落的物種數(shù)和豐度均增加,結(jié)構(gòu)上以鯉科和鰍科為主,其中長(zhǎng)江上游特有魚(yú)類從7種增加到9種；

(2)老木河原壩址上下游附近魚(yú)類群落組成結(jié)構(gòu)朝著靠近河口附近河段的魚(yú)類群落結(jié)構(gòu)方向變化,恢復(fù)到近自然狀況下的河流中魚(yú)類群落結(jié)構(gòu)出現(xiàn)同質(zhì)化趨勢(shì)；

(3)拆壩后,魚(yú)類的空間分布發(fā)生了巨大的變化,靠近河口河段的魚(yú)類上溯洄游并且定殖在原壩址附近,這為黑水河作為金沙江支流生境替代的合理性分析提供了有力參考。