發(fā)布時間：2017-12-09 00:19

  本文關(guān)鍵詞：葛洲壩下近壩江段物理環(huán)境與魚類時空分布特征的研究

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【摘要】：宜昌江段作為長江中游和上游的分界位置有著較多樣的地理和生態(tài)特征。而葛洲壩下宜昌江段處于長江由山區(qū)河流向平原河流的過度段,河床底質(zhì)組成和河道形態(tài)也具有不同于一般山區(qū)河流和平原河流的特性,同時該河段內(nèi)還分布有中華鱘、達氏鱘、胭脂魚、江豚等水生保護動物,而了解河流環(huán)境和魚類時空分布特征對于該區(qū)域內(nèi)漁業(yè)資源的利用和保護具有重要意義。本文以葛洲壩下至松滋口約80 km的長江干流江段作為研究范圍,通過水下視頻攝像技術(shù),對該江段內(nèi)河床底質(zhì)組成進行了分類和對比;使用聲學(xué)多普勒剖面流速儀對河段內(nèi)水深和流速進行了測量,提取了深度平均流速、平均水深和Fr(弗勞德數(shù))三個指標(biāo)參數(shù)通過聚類分析的方法將各河段的流速類型進行了分類;對浮游植物和漁獲物進行了調(diào)查和監(jiān)測,并與葛洲壩、三峽建壩初期進行了對比;此外利用水聲學(xué)探測技術(shù)對該江段內(nèi)魚類分布特征分季節(jié)和晝夜進行了探測和研究,并結(jié)合河流物理環(huán)境特征進行了分析和探討,以期為漁業(yè)資源和環(huán)境保護提供科學(xué)依據(jù)。本文主要研究結(jié)果如下:1、通過水下視頻攝像技術(shù)對葛洲壩下約80 km的長江干流江段201個采樣點的河床底質(zhì)進行了觀測,視頻采樣點水深范圍為2.44~38.40 m,采樣水深主要集中在5~15 m的范圍。在201個視頻采樣點中,有32個采樣點底質(zhì)由單一底質(zhì)類型組成,占總采樣點數(shù)的15.4%,單一底質(zhì)類型分別為大型卵石(10處)、黏土(7處)、人工護底河床(7處)和沙石(8處),其他采樣點底質(zhì)則由卵石(大型卵石、中型卵石、小型卵石)、沙石或黏土混合組成,共有15種組成類型。將201個視頻觀測點的底質(zhì)主要組成劃分為大型卵石、中型卵石、小型卵石、沙石、黏土以及本研究中觀測到的人工護底河床共6種類型。分析結(jié)果表明大型卵石占底質(zhì)主要組成的觀測點共115處,中型卵石占底質(zhì)主要組成的觀測點共43處;沙石占底質(zhì)主要組成的觀測點共22處;而以黏土、人工護底和小型卵石為底質(zhì)主要組成的觀測點較少,分別為10處、7處和4處。整體而言,研究區(qū)域內(nèi)主要底質(zhì)類型以卵石(大型卵石、中型卵石)和沙石為主,而人工護底河床在一定程度上會導(dǎo)致原有魚類棲息地功能的退化和消失。2、使用聲學(xué)多普勒剖面流速儀對河段內(nèi)水深和流速進行了測量,以平均深度、深度平均流速和Fr(弗勞德數(shù))三個參數(shù)值為基準(zhǔn),對葛洲壩下16個江段的流速類型進行了聚類分析,結(jié)果顯示16個江段流速分屬三種類型,第一類流速類型屬于深潭型,這種類型水體較深,流速和Fr值較小;第二類屬于緩流型,這種類型水體水深適中并具有一定的流速,Fr值大于第一種類型;而第三類江段則屬于急流型,這種類型水體水深較淺,流速和Fr值均較大�？傮w而言,葛洲壩下宜昌江段棲息地類型主要以緩流和急流為主。3、在2015-2016年間春、夏、冬三個季節(jié)對葛洲壩下長江干流江段和支流清江的浮游植物進行了監(jiān)測,長江游植物采樣中共監(jiān)測到浮游植物7門49屬63種,清江浮游植物共6門29屬35種,均以硅藻門和綠藻門為主,且長江浮游植物種類多于清江。浮游植物優(yōu)勢種方面,長江和清江均為7種,冬季浮游植物優(yōu)勢種最多,長江浮游植物優(yōu)勢種分別為具星小環(huán)藻、變異直鏈藻、顆粒直鏈藻、線性菱形藻、尖針桿藻、四尾柵藻和具尾逗隱藻,清江浮游植物優(yōu)勢種為具星小環(huán)藻、顆粒直鏈藻、尖針桿藻、鈍脆桿藻、四尾柵藻、弱細(xì)顫藻和具尾逗隱藻。春夏冬三個季節(jié)長江浮游植物密度平均值分別為22.95×104個/L、67.01×104個/L和13.54×104個/L,各采樣點浮游植物密度變幅為(5.92~104.96)×104個/L;清江浮游植物密度值分別為79.88×104個/L、109.12×104個/L和40.94×104個/L,不同季節(jié)間清江浮游植物密度值高于長江。不同季節(jié)下長江浮游植物多樣性指數(shù)為冬季夏季春季,均勻度指數(shù)為冬季春季夏季,豐富度指數(shù)為冬季夏季春季;清江浮游植物多樣性指數(shù)為夏季冬季春季,均勻度指數(shù)為夏季冬季春季,豐富度指數(shù)為冬季夏季春季;三個季節(jié)中長江浮游植物多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和豐富度指數(shù)均大于清江。相比葛洲壩建壩初期,葛洲壩下長江干流江段浮游植物主要組成門類并未發(fā)生太大變化,浮游植物數(shù)量上升明顯,水質(zhì)整體處于β-中污帶,冬季水體或遭富營養(yǎng)化。總體而言,葛洲壩下長江干流江段浮游植物多樣性較低,均勻度較好,群落結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定。4、在2015-2016年間對葛洲壩下近壩江段的漁獲物進行了調(diào)查,監(jiān)測到魚類53種共5691尾,隸屬于4目10科38屬,漁獲物總重為987.78 kg。其中鯉科魚類最多,共31種;其次為溈科,共9種,其他各科魚類共13種。此外,圓筒吻泩、圓口銅魚、長鰭吻泩、長薄鰍和中華金沙鰍5種魚類為長江上游特有種。銅魚、鱖、瓦氏黃顙魚、圓筒吻泩和鳊這5種魚類是該江段的主要捕撈對象,其平均體長為248.6±36.1 mm(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)、171.1±46.9 mm(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)、174.3±34.5 mm(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)、185.9±20.1 mm(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)和255.8±51.4 mm(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差),相對優(yōu)勢度指數(shù)(IRI)分別為40.59%、27.88%、9.92%、4.79%和5.14%。在日均單船產(chǎn)量(CPUE)方面,2015年7月、11月、12月及2016年1月,葛洲壩下宜昌江段的日均單船產(chǎn)量(CPUE,kg/船·天),CPUE值分別為5.68 kg/船·天、3.24 kg/船·天、2.16 kg/船·天、1.25kg/船·天,均值為3.08 kg/船·天,可以看出,隨著季節(jié)的變化CPUE值呈逐漸下降的趨勢。相比于葛洲壩建壩初期,魚類種類數(shù)發(fā)生了明顯的減少,與三峽工程蓄水初期相比,CPUE呈衰退的趨勢。5、在2015-2016年間對葛洲壩下80 km的長江干流江段分季節(jié)進行了5次水聲學(xué)探測,對廟咀至夷陵大橋約4 km的江段進行了1次晝夜探測。不同季節(jié)下目標(biāo)信號TS值分布范圍差異顯著,水深分布無明顯差異,而造成TS值差異的主要原因可能與洄游性魚類大個體親本對此江段的補充有關(guān)。5次季節(jié)性水聲學(xué)探測中魚類密度在河流縱向分布上差異較大,2015年5月魚類信號主要聚集在前8個江段(葛洲壩至宜都),而2015年8月魚類信號在16個江段分布則較為均勻,綜合5次調(diào)查結(jié)果和與河段物理環(huán)境特征相關(guān)性分析來看魚類偏好分布于水體較深并伴有一定流速且河床質(zhì)為卵石的位置。從魚類晝夜水聲學(xué)探測結(jié)果來看,夜間和白天水聲學(xué)探測魚類平均密度值分別為99.6±56.7 ind/1000m3和25.7±36.0 ind/1000m3(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差),魚類夜間密度明顯高于白天,約為白天的3.9倍。此外在夜間和白天的水聲學(xué)探測中發(fā)現(xiàn),河口區(qū)域魚類密度值顯著高于非河口區(qū)域,造成這種差異的主要原因與魚類攝食活動節(jié)律有關(guān)。6、針對中華鱘的時空分布特征,在2014-2016年間對葛洲壩下近壩80 km的長江干流江段進行了12次水聲學(xué)探測,共獲得24個中華鱘聲學(xué)信號,目標(biāo)信號TS平均值為-22.0±2.3 d B(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差),TS分布范圍為-24.9~-16.5d B;目標(biāo)信號平均分布水深為14.0±4.5 m(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差),水深分布范圍為6.4~20.8 m;目標(biāo)信號至葛洲壩以及深泓線平均距離為28.4±23.41 km和73.8±154.9 m(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差),距離范圍分別為0.7~59.1 km,0.7~632.9 m。與2007~2010年水聲學(xué)探測結(jié)果對比發(fā)現(xiàn),2014~2016年間的目標(biāo)信號在時空分布上發(fā)生了明顯的變化,這些變化表現(xiàn)在(1)水深分布范圍減小,主要分布水深范圍由7.8~21.8 m縮小為10.5~18.4m;(2)距離河道深泓線和葛洲壩的距離更遠(yuǎn),與河道深泓線和葛洲壩距離的主要分布范圍由61.1~183.7 m和0.9~49.3 km分別變化為44.6~249.7 m和8.2~52.1 km;(3)目標(biāo)信號季節(jié)分布差異明顯,2007~2010年19個中華鱘目標(biāo)信號有16個來自于中華鱘自然繁殖期,而在2014~2016年24個中華鱘目標(biāo)信號中僅有3個來自于中華鱘自然繁殖期。中華鱘目標(biāo)信號時空分布的差異性可能是導(dǎo)致2013~2015年間其未在葛洲壩下的產(chǎn)卵場發(fā)生自然繁殖行為的直接原因。7、綜合分析結(jié)果表明,葛洲壩下近壩江段河床底質(zhì)主要由卵石和沙石組成,河段流速類型以急流型和緩流型為主;流速生境、河床底質(zhì)、餌料豐度、魚類生態(tài)習(xí)性等多種因素共同影響了魚類的時空分布特征。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S931

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本文編號：1268402