摘要
梯级水库运行改变了河流自然径流过程，引起了水温情势变化，导致温度敏感性鱼类出现产卵量减少或产卵活动推迟，从而影响了鱼类自然繁殖。以金沙江下游溪洛渡至向家坝区间为研究区域，开展了金沙江下游干流鱼类资源调查以及早期资源调查，分析了梯级水库运行对鱼类群落空间分布及鱼类产卵的影响，识别了受水库运行影响的关键目标鱼类铜鱼（Coreius heterodon）和圆口铜鱼（Coreius guichenoti）及关键环境因子（水温）。根据目标鱼类产卵水温需求，构建了表征鱼类繁殖的水温评价指标：临界水温阈值和积温阈值。开展了水温影响鱼类性腺发育实验，阐明了水温因子影响鱼类性腺发育的关键过程，揭示了鱼类性腺发育对水温情势变化的生理响应机制。利用 CE—QUAL—W2模型模拟分析了水库不同运行方案对下游水温情势的影响，提出了改善鱼类繁殖的水温调控优化方案。主要成果如下： （ 1）溪洛渡至向家坝区间鱼类调查表明，鱼类种群空间分布具有明显的河湖分相差异，河相段优势种为喜流速的铜鱼和圆口铜鱼，湖相段优势物种为鲢（Hypophthalmichthys molitrix）、鳙（Hypophthalmichthys nobilis）。鱼类早期资源调查采集到 1颗铜鱼鱼卵，未采集到圆口铜鱼鱼卵，表明铜鱼产卵量减少，圆口铜鱼错过了历史适宜产卵期。综合分析渔获物和鱼卵调查结果，确定了铜鱼和圆口铜鱼可作为受水库运行影响的关键目标鱼类，同时水温是影响鱼类繁殖的关键环境因子。 （ 2）构建了表征鱼类繁殖的性腺发育积温阈值和产卵临界水温阈值指标体系，明晰了水温累积变化和产卵期水温变化对鱼类繁殖的影响。选取受水温影响较大的圆口铜鱼和铜鱼为目标鱼类，收集了历史产卵资料和目标鱼类栖息地的水温情势，分析了水库运行前后达到临界水温阈值和积温阈值的时间次序变化及其与产卵量的关系，提出了铜鱼和圆口铜鱼产卵的临界水温阈值分别是 18.4℃和 20.4℃，积温阈值分别为 1324.9℃·d 和1728.1℃·d。水库运行引起铜鱼和圆口铜鱼繁殖水温情势变化，导致了不同程度的积温阈值达到时间提前和临界水温阈值达到时间推后，最终成为铜鱼产卵量减少和圆口铜鱼失去适宜产卵期的关键诱因。 （ 3）揭示了水温变化对鱼类性腺发育的影响机制。通过模拟近自然条件的水流环境（流速 V：0 .5 m/s ），开展了不同水温梯度（高温H：23 ± 0.5℃，正常温 N：20±0.5℃，低温 L：17±0.5℃）下的圆口铜鱼培养实验，结合二代和三代转录组技术分析了鱼类卵巢组织发育期对不同水温的响应。结果表明，正常温组在细胞分裂和物质累积方面都优于低温组，而高温组与正常温组相比有利于细胞分裂而对物质累积有负面影响。研究结果表明，在气候变暖和水库运行影响下，冬季温度偏高对鱼类性腺发育方面影响不可忽视。 （ 4）提出了改善鱼类繁殖环境的水库水温调控方案。构建了水温调控模型，以改善水库运行下冬季水温偏高和春夏季水温偏低的现状为目标，分析了改变出流量、改变出口高程、综合方案（同时改变出流流量和出口高程）等多种方案下水温情势的改善情况。结果表明，增大冬季出流量有助于冬季温降和春夏季温升；改变出口高程仅对提升春夏季出流水温的效果较好；综合方案既能实现冬季温降，又能实现鱼类产卵关键时期 3~5月月平均水温分别提升 0.7℃、0.9℃和 1.0℃，达到春夏季温升的最佳调度效果。三种类型的调控方案均能在一定程度上提前临界水温阈值的达到时间，但对积温阈值的达到时间改变较小。以圆口铜鱼繁殖水温需求为分析目标，采用综合调控方案能够使冬季积温降低 46℃· d ，且临界水温阈值提前8天达到。 本研究从水库运行下河流水温情势变化的角度，探究了筑坝对河流鱼类生境和繁殖的影响机制及调控对策，可为梯级水库鱼类保护和绿色水电发展提供科学依据。
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