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基于鱼类产卵需求的栖息地修复效果评价

鲁芸 吴紫涵 刘清园 成必新 卿杰 严鑫 张泽宇 李永

鲁芸,吴紫涵,刘清园,等.基于鱼类产卵需求的栖息地修复效果评价[J].环境工程技术学报,2023,13(2):733-741 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220532
引用本文: 鲁芸,吴紫涵,刘清园,等.基于鱼类产卵需求的栖息地修复效果评价[J].环境工程技术学报,2023,13(2):733-741 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220532
LU Y,WU Z H,LIU Q Y,et al.Evaluation of habitat restoration effect based on fish spawning requirements[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2023,13(2):733-741 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220532
Citation: LU Y,WU Z H,LIU Q Y,et al.Evaluation of habitat restoration effect based on fish spawning requirements[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2023,13(2):733-741 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220532

基于鱼类产卵需求的栖息地修复效果评价

doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220532
基金项目: 中国三峡建设管理有限公司科研项目(JG/18056B,JG/18057B)
详细信息
    作者简介:

    鲁芸(1998—),女,硕士,主要从事水环境评价研究,2256680056@qq.com

  • 中图分类号: X82

Evaluation of habitat restoration effect based on fish spawning requirements

  • 摘要:

    根据鱼类产卵需求对工程修复效果开展评价对掌握栖息地状态和指导工程设计极其重要。以黑水河为实例,从鱼类产卵的生境需求出发,结合现场监测和数值模拟方法量化产卵栖息地的参照状态,构建指标体系进行河流鱼类产卵期栖息地质量评价,以获得修复工程对鱼类产卵生境真实的修复效果。结果表明:2019—2021年黑水河产卵期的鱼类栖息地综合评价得分分别为63.04、83.52与83.52,鱼类产卵栖息地得到改善,评价结果表明生态修复工程对产卵栖息地有明显修复效果;黑水河不同河段鱼类产卵栖息地质量空间分布上呈现出修复前下游河段(R4~R6)优于上游河段(R1~R3)的特征,修复后不同河段评分均有不同程度的增加,增幅为21.33%~59.15%;通过对敏感因子进行溯源可知,修复前黑水河鱼类产卵期栖息地质量主要受河流连通性和水力条件限制,修复后连通性得到大幅度改善,但水体流速和弗劳德数与保护鱼类产卵的偏好状态仍具有一定差距,后期修复工作应结合鱼类产卵喜好针对水体流态进行局部塑造和改善。

     

  • 图  1  研究区域监测点位分布

    Figure  1.  Location of monitoring sections in the study area

    图  2  2019—2021年监测点位水质监测值

    Figure  2.  Original monitoring data of water quality at each point from 2019 to 2021

    图  3  2019—2021年流量监测站春季流量监测值

    Figure  3.  Daily discharge in the spring of 2020, 2020 and 2021 at each flow monitoring station

    图  4  水动力学参数逐年数据

    Figure  4.  Annual values of hydrodynamic parameters

    图  5  不同河段鱼类栖息地修复效果评价结果

    Figure  5.  Results of EHRE in different river sections

    图  6  鱼类栖息地修复效果评价目标层得分

    Figure  6.  Score of target layers of each indicator in EHRE

    表  1  各河段分区修复技术特点

    Table  1.   Characteristics of restoration technologies in each river section

    河段分区范围及河段长度河段修复特点
    R1苏家湾坝上—松新坝址(约13 km)下泄生态流量、新建下泄流量保障措施和监控设施
    R2松新坝址—松新厂房(约8 km)下泄生态流量、新建下泄流量保障措施和监控设施;减水河段生境修复、鱼类产卵喜好的砂砾石质铺设、水力微生境塑造等;修建松新鱼道
    R3松新厂房—老木河厂房(约13 km)拆除老木河闸坝;针对黑水河长薄鳅、短须裂腹鱼、齐口裂腹鱼等保护鱼种进行增殖放流
    R4老木河厂房—825 m回水点(约10 km)
    R5825 m回水点—765 m回水点(约10 km)
    R6765 m回水点—金沙江汇口(约20 km)
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    表  2  评价指标及其生态学意义

    Table  2.   Evaluation indicators and their ecological significance

    目标层要素层指标层指标生态学意义
    水文情势
    特征指标(A1)
    水文情势
    (B1)
    流量过程相似度(C1提供鱼类产卵信号
    河道连通性
    特征指标(A2)
    河道连通性(B2水面宽率(C2)反映鱼类在河道横向
    活动空间
    综合连通系数(C3)反映纵向上鱼类洄游
    通道连通性
    河流水质
    特征指标(A3)
    水质特征
    (B3)
    水温(C4)决定了鱼类产卵行为
    发生的时间
    含沙量(C5)影响黏性鱼卵的附着;高含沙量的水流会对鱼类、鱼卵造成物理伤害[21]
    溶解氧(C6)影响鱼类呼吸、运动,影响水体中藻类的
    光合作用和生长
    河流水力
    特征指标(A4)
    空间形态
    (B4)
    水深(C7)反映鱼类产卵空间大小
    运动学特征(B5)流速(C8)刺激鱼类产卵
    动力学特征(B6)弗劳德数(C9)反映鱼类产卵生境的
    水流状态[22]
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    表  3  语气算子与定量标度相对隶属度关系[24-25]

    Table  3.   Relationship between mood operator and relative membership degree of quantitative scale

    语气算子定量标度相对隶属度
    同样0.51
    同样-稍稍0.5250.905
    稍稍0.550.818
    稍稍-略微0.5750.739
    略微0.60.667
    略微-较为0.6250.6
    较为0.650.538
    较为-明显0.6750.481
    明显0.70.429
    明显-显著0.7250.379
    显著0.750.333
    显著-十分0.7750.29
    十分0.80.25
    十分-非常0.8250.212
    非常0.850.176
    非常-极其0.8750.143
    极其0.90.111
    极其-极端0.9250.081
    极端0.950.053
    极端-无可比拟0.9750.026
    无可比拟10
      注:语气位于2个语气算子之间时,定量标度由二者均值得到。
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    表  4  河流栖息地质量评价权重

    Table  4.   Evaluation weight of river habitat quality

    目标层要素层指标层指标层权重计算结果
    A1B1C10.239
    A2B2C20.132
    C30.132
    A3B3C40.058
    C50.058
    C60.058
    A4B4C70.103
    B5C80.126
    B6C90.093
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    表  5  各指标参照状态

    Table  5.   Evaluation criterion of each indicator

    评价指标评价标准
    Ⅰ(优)Ⅱ(良)Ⅲ(一般)Ⅳ(较差)Ⅴ(极差)
    C1[0.8,1.0][0.6,0.8)[0.4,0.6)[0.2,0.4)[0,0.2)
    C2/ %[90,100][80,90)[50,80)[20,50)[0,20)
    C3[0.8,1.0][0.6,0.8)[0.5,0.6)[0.3,0.5)[0,0.3)
    C4/℃[11.4,22.3)[11.4,22.3)[11.4,22.3)C4<11.4或C4≥22.3C4<11.4或C4≥22.3
    C5/(mg/L)<2685<2685<2685≥2685≥2685
    C601234
    C7/m[0.3,1.0)[1,1.5)[1.5,2.0)[2.0,2.5)C7≥2.5或[0,0.3)
    C8/(m/s)(0.3,0.5)[0.5,0.6) 或(0,0.3][0.5,1.0)[1.0,1.4)C8≤0或C8≥1.4
    C9[0,0.4)[0.4,0.6)[0.4,0.6)≥0.6≥0.6
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    表  6  栖息地多断面Ci综合评价标准分级

    Table  6.   Comprehensive rating standard of multi sections of habitat

    分级标准
    Ⅰ(优)Ⅰ~Ⅲ级占比≥90%
    Ⅱ(良)Ⅰ~Ⅲ级占比为75%~90%
    Ⅲ(一般)Ⅰ~Ⅲ级占比<75%,且Ⅴ级占比<20%
    Ⅳ(较差)Ⅰ~Ⅲ级占比<75%,且Ⅴ级占比为20%~40%
    Ⅴ(极差)Ⅰ~Ⅲ级占比<60%,且Ⅴ级占比≥40%
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    表  7  全河段各指标评价结果

    Table  7.   Evaluation grade of each indicator in the whole river section

    评价指标评价等级
    2019年2020年2021年
    C1
    C2
    C3
    C4
    C5
    C6
    C7
    C8
    C9
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  • 收稿日期:  2022-05-29
  • 网络出版日期:  2022-09-22

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